Bioestatistica - Texto - Metodologia Científica

Bioestatistica - Texto - Metodologia Científica

(Parte 1 de 6)

BIOESTATÍSTICA e METODOLOGIA CIENTÍFICA Prof. Ivan Balducci (FOSJC/ Unesp)

Introdução

Parte 1. Metodologia da pesquisa 1.1. Natureza geral da ciência. Dois exemplos de pesquisa 1.2. Objetividade e pesquisa científica 1.3. Objetividade e explicação 1.4. A abstração e a ciência 1.5. O caráter empírico da ciência 1.6. O objetivo da ciência: teoria e explicação 1.7. Variáveis 1.8. Relações 1.9. Estudos e experimentos 1.10. Problemas, hipóteses e variáveis 1.1. O valor das hipóteses 1.12. Hipóteses e testabilidade 1.13. Explicação científica, teoria e relações 1.14. Probabilidade e estatística. 1.15. Casualização 1.16. Designação aleatória e casualização 1.17. Tamanho da amostra 1.18. Delineamento da pesquisa 1.19. Pesquisa experimental e não-experimental 1.20. Controle 1.21. Definição e características dos experimentos 1.2. Forças e fraquezas da pesquisa experimental 1.23. Pesquisa não-experimental 1.24. O fumo e o câncer do pulmão 1.25. A natureza das variáveis na pesquisa não-experimental 1.26. Experimento sem grupo controle: é possível? 1.27. Investigação sociológica (survey, “levantamentos”)

Parte 2. Experimento

2.5. Exercícios sobre os tipos de variáveis em um experimento. Respostas

2.1. A finalidade de um experimento 2.2. Fatores de um experimento 2.3. Variável dependente 2.4. Variável independente 2.6. Variáveis individuais. Exemplo 2.7. Identificação de variáveis de confundimento

2.1. Exercício de revisão. Respostas

2.8. Meios para isolar a variável de interesse 2.9. Validade interna de um experimento 2.10. Validade externa de um experimento

2.12. Bibliografia principal .

Parte 3. Estudos observacionais

3.1. O que são estudos observacionais? 3.2. Razões desses estudos 3.3. Cuidados na inferência 3.4. Tipos de estudos observacionais 3.5. Alguns aspectos da regressão

Parte 4. Estudos observacionais versus experimento

4.1. As limitações dos experimentos 4.2. A grande desvantagem dos estudos observacionais 4.3. A grande vantagem dos estudos observacionais 4.4. Conclusão

Parte 5. Para reflexão

Por que a nossa disciplina apresenta este nome? Não é fácil com poucas palavras responder a esta pergunta. Vamos justificar o acerto da escolha do nome de nossa disciplina mediante uma leitura atenta de dois textos. O primeiro é da autoria de Robin F. Badgley e foi publicado em1961 no Canadian Medical Association Journal, (v. 85, p. 246-50). Vamos apresentá-lo traduzido:

“Bioestatística e Metodologia Científica são o fundamento da pesquisa médica quantitativa. Estas duas técnicas complementam-se uma a outra na formulação de problemas de pesquisa, no formular e testar hipóteses e na obtenção de conclusões. Enquanto o conteúdo de um experimento ou de um estudo que usa grupos de dados pode variar, a forma, desconsiderando o conteúdo, pode ser avaliada por alguns princípios lógicos geralmente aceitos. Estes princípios pertencem à organização ou estrutura lógica de um estudo e às técnicas estatísticas usadas na análise de seus dados” .

O segundo texto foi extraído da Tese de Livre Docência apresentada pelo Prof. Ney Moraes à Faculdade de Odontologia de Bauru, USP, em 1976:

“O objetivo final da Ciência é a busca da Verdade. Segundo BERTRAND

RUSSEL(1), uma descrição ou explicação “é científica quando há alguma razão para acreditarmos que seja verdadeira; não é científica quando emitida por motivo diverso que o de sua provável verdade”. A Ciência moderna orienta a sua atenção para duas metas bem definidas: a descrição do Universo e o estabelecimento de princípios gerais capazes de explicar os fenômenos desse Universo, formando um “corpo de conhecimentos ordenados do mundo real”(2). Esse corpo de conhecimentos apresenta-se sob a forma de descrições e explicações, constituindo o conjunto Leis, Teorias e Hipóteses a respeito dos seres e fenômenos conhecidos. A partir da consideração de fatos da realidade objetiva, a Ciência tenta descobrir padrões de regularidade e relações de causalidade de modo a poder antecipar resultados particulares baseando-se em princípios mais gerais que regem o comportamento dos fenômenos. As primeiras explicações dos fenômenos naturais procuravam antes projetar a própria psicologia do observador, dando explicações antropomórficas, do que preocupar-se com a realidade objetiva do fenômeno observado. Para evitar a subjetividade na busca dessas leis gerais, a Ciência utiliza-se do Método Científico, entendido como um conjunto de procedimentos orientados no sentido da busca do conhecimento objetivo.

De acordo com KARL PEARSON(3), “O método científico é caracterizado pelos seguintes aspectos: a) cuidadosa e acurada classificação dos fatos e observação de sua correlação e seqüência; b) a descoberta de leis científicas com ajuda da imaginação criadora; c) autocrítica, de modo a que sua validade seja aceitável para todas as mentes normalmente constituídas”. CONANT(4), em “Science and Common Sense”, observa: “Os três elementos da ciência moderna são: 1) idéias especulativas gerais; 2) raciocínio dedutivo e 3) experimentação”. Mais adiante, na mesma obra, comenta: “Já li referências ao método científico que descrevem de maneira bastante acurada as atividades de um cientista experimental em muitas ocasiões, embora não em todas. São mais ou menos as seguintes: 1) um problema é reconhecido e um objetivo é formulado; 2) toda informação relevante é coletada (muitos problemas estão ocultos na palavra “relevante”); 3) uma hipótese de trabalho é formulada; 4) são tiradas deduções das hipóteses; 5) as deduções são testadas por experimentação; 6) dependendo do resultado, a hipótese de trabalho é aceita, modificada ou descartada”. Embora esse autor esteja em desacordo com tal formulação, não há dúvida que, nas ciências experimentais, o método científico pode ser caracterizado por essas atividades e podemos reformulá-las em quatro etapas bem definidas:

1ª) Observação: Os fenômenos do Universo são considerados, medidos, anotados e descritos objetivamente, buscando-se uma compreensão completa do que está acontecendo no mundo real. Nesta fase procuramos estabelecer relações entre seres e atributos.

2ª) Formulação de Hipóteses: São feitas conjecturas ou são introduzidos conceitos novos buscando explicações para os fenômenos observados, suas relações de causalidade e interações entre fatos. São propostos sistemas de idéias ou modelos capazes de explicar os fenômenos dentro de uma estrutura universal e coerente, incorporados ao conjunto de conhecimentos atuais. 3ª) Verificação da Hipótese: Através da experimentação estudamos o comportamento de fenômenos submetidos às condições capazes de produzir informações sobre a provável verdade da hipótese que está sendo examinada.

4ª) Generalização: Quando verificada a provável verdade da hipótese num particular experimento, pelo raciocínio indutivo procuramos fazer predições ou deduzir conseqüências para seres ou fenômenos de mesma natureza daqueles sobre os quais a hipótese foi verificada.

Este último item se constitui no ponto mais crítico do método científico, tendo sido contestado por inúmeros filósofos, desde DAVID HUME (1711-1776) por não ter suporte lógico irrefutável(5,6). O modelo de raciocínio indutivo pode ser esquematizado da seguinte maneira: “Se A é verdade, então B deve ocorrer, como B ocorreu, então A deve ser verdade”. Na realidade, esse modelo é inconclusivo do ponto de vista estritamente lógico. Entretanto, HENRI POINCARÉ(5) (1854- 1912) desenvolveu a noção de “convencionalismo”, mostrando a importância de certas “convenções” em ciência. Uma conclusão indutiva bem confirmada, é provisoriamente aceita como verdadeira, sendo elevada à categoria de princípio, embora haja necessidade, usualmente, de modificacão pela aquisição de novos conhecimentos. O raciocínio indutivo é auto-ajustável, permitindo que a maior soma de experiências anteriores funcione como mecanismo regulador, permitindo reajustar as conclusões que se seguem (corroboração).

Dentre os procedimentos utilizados para a verificação da provável veracidade de uma hipótese, a Estatística é capaz de fornecer, em bases probabilísticas, uma medida dos riscos de errar ao se aceitar ou rejeitar uma hipótese. Em conseqüência disso, a Estatística se apresenta como uma ferramenta extremamente importante nas mãos do pesquisador, em busca das verdades científicas.

A Estatística participa da cadeia de atividades que caracterizam o método científico com funções bem definidas. KEMPTHORNE(7) apresenta um diagrama bastante ilustrativo segundo o qual a atuação da Estatística pode ser situada como mostra a figura 1:

ESTATÍSTICAObservação

Predição de novos resultados

Abstração dos elementos essenciais que fornecem base a uma teoria lógica

Desenvolvimento da teoria

Figura 1. A Estatística participa em duas fases: 1. Na tomada de observações. 2. Na comparação das observações com as predições a partir da teoria. CRAMER(8) , por outro lado, resume o papel da Estatística no método científico em três funções principais. Segundo ele, “a maior parte das aplicações ordinárias de uma teoria matemática (da estatística) pode ser classificada em relação a três aspectos; descrição, análise e predição”. Essas funções da Estatística coincidem com os objetivos das Ciências Experimentais, que segundo HEMPEL(9) são: “descrever um particular fenômeno no mundo que percebemos e estabelecer princípios gerais por meio dos quais esse fenômeno possa ser explicado e previsto”.

Pode-se concluir, à base do que foi exposto, que da qualidade e correção da metodologia estatística empregada decorre como conseqüência imediata a validade das conclusões obtidas pelo método experimental. Evidentemente a adequação e correção de métodos estatísticos não é condição suficiente, porém é necessária para que conclusões derivadas de experimentos sejam válidas do ponto de vista científico”.

1 RUSSEL, B. A perspectiva científica. São Paulo. Companhia Editora

Nacional, 1956. 2 MACCOBY, N. Communication research methods I: course C- 217.

California, University of Stanford, School of Humanities and Science, 1964 (Mimeografado). 3 PEARSON, K. apud CONANT, J. B. Science and common sense. London,

Yale University Press, p. 43, 1951. 4 CONANT, J. B. Science and common sense. London, Yale University

Press.,. 1951. 5 ENYCLOPAEDIA Britannica. Chicago, Enyclopaedia Britannica, 1961, v. 12, p. 280. 6 POPPER, K. R. The logic of scientific discovery. New York, Science

Editions, 1961. 7 KEMPTHORNE, The design and analysis of experiments. London J.

Wiley & Sons, 1952. 8 CRAMER, H. Métodos matemáticos de estadística. Madrid, Aguilar, 1953. 9 HEMPEL, C. G. Fundamentals of concept formation in empirical sciences.

International Encyclopedia of Unified Science. Chicago, University of Chicago Press, 1952.

Parte 1 METODOLOGIA DA PESQUISA

1.1. Natureza geral da ciência.

A ciência é um empreendimento preocupado exclusivamente com o conhecimento e a compreensão de fenômenos naturais. Os cientistas desejam conhecer e compreender as coisas. Eles querem poder dizer: se fizermos isto aqui, acontecerá aquilo ali. Eles querem poder dizer: se fizermos isto, acontecerá aquilo. Se frustrarmos as crianças, provavelmente elas agredirão outras, seus pais, seus professores e até a si próprias.

adultos. Querem saber se a frustração conduz à agressãoEm resumo, querem
sociológicos, educacionais

Os cientistas, então, querem "conhecer" os fenômenos. Eles querem saber, entre outras coisas, o que produz o comportamento agressivo em crianças e "compreender" de que maneira se relacionam os fenômenos psicológicos,

1.1. Dois exemplos de pesquisa.

Examinemos dois estudos. Um estudo é um experimento, o outro estudo não é um experimento. Vamos considerar experimento um estudo no qual se fazem coisas diferentes com grupos diferentes de sujeito - pombos, ratos, crianças, adultos - para ver se o que se faz com eles produz efeitos diferentes nos diferentes grupos. Por exemplo, um pesquisador educacional pode pedir a professores que escrevam notas elogiosas nos testes de um grupo de alunos e nada de elogios nos testes de outro grupo de alunos. Então, o pesquisador vê como esta "manipulação", como é chamada, afeta o desempenho dos dois grupos em testes subsequentes.

Por outro lado, em um estudo não experimental, não há "manipulação", não há tentativa deliberada e controlada de produzir efeitos diferentes através de diferentes manipulações. As relações entre fenômenos são estudadas sem intervenção experimental. As características dos sujeitos, "como eles são", são observadas e as relações entre as características avaliadas sem tentar mudar nada.

1.2. Objetividade e pesquisa científica.

Objetividade é um acordo entre juizes "especialistas" em relação ao que é observado, ou o que deve ser ou o que foi feito em pesquisa. Suponhamos que um cientista observe alguma coisa e anote essa observação, digamos, em forma numérica. Outro, de igual competência, observa a mesma coisa, independentemente, e registra sua observação. Se o processo puder ser repetido com resultado idêntico ou parecido - isto é, se há acordo entre as observações dos cientistas - consegue-se objetividade. Em algumas áreas da ciência, como na química e física, por exemplo, a objetividade não é problema sério, graças aos instrumentos de alta precisão, como os microscópios eletrônicos. Tais instrumentos aumentam a probabilidade de acordo entre os juizes, porque, ao usálos, juizes diferentes provavelmente obterão e anotarão os mesmos resultados. Além disso, a máquina tem menos possibilidade de influenciar observações e de ser influenciada pela natureza do que estiver sendo observado.

A definição de objetividade como acordo entre juizes não deve ser interpretada com estreiteza: é bastante ampla. O que significa isto? A condição principal para satisfazer o critério de objetividade é, idealmente, que quaisquer observadores com um mínimo de competência concordem em seus resultados. Em psicologia e educação, por exemplo, usam-se testes e escalas objetivas. São chamados "objetivos" porque qualquer pessoa, devidamente orientada, pode avaliá-los e obter os mesmos resultados (com pequena margem de erro). A expressão "testes objetivos" não significa que os teste sejam em si mesmos "objetivos". Eles o são porque a contagem de pontos é a mesma, não importando quem os avalie.

A objetividade ajuda o pesquisador à "sair" de si mesmo, ajuda-o a conseguir condições publicamente replicáveis e, conseqüentemente, descobertas publicamente averiguáveis. A ciência é um empreendimento social e público, como tantos outros empreendimentos humanos, mas uma regra importantíssima do empreendimento científico é que todos os procedimentos sejam objetivos - feitos de tal forma que haja ou possa haver acordo entre juizes especialistas. Esta regra dá à ciência uma natureza distinta, quase remota, porque quanto maior a objetividade mais o procedimento se afasta das características humanas - e de suas limitações. Por exemplo, a objetividade quase glacial de partes das ciências naturais, cujos experimentos são feitos em laboratórios e em circunstâncias altamente controladas, cujas observações são feitas quase inteiramente por máquinas de alta precisão e fidedignidade, parece coisa muitíssimo distante de gente e de suas preocupações sociais e pessoais. (Isto não significa que os cientistas que pesquisam e controlam as máquinas sejam imunes a erros).

O cientista físico pode "sair de si mesmo" mais facilmente do que o cientista comportamental, porque é mais fácil para ele preparar uma pesquisa e testar hipótese "fora" e longe de suas próprias predileções e inclinações e de outros. Isto acontece porque os procedimentos são mais fáceis de ser "objetivados". Uma vez que o funcionamento de um processo físico fique compreendido, pode ser repetido e medido pela maioria de técnicos e cientistas competentes. Em outras palavras, há uma replicabilidade relativamente alta.

Em pesquisas sociológica, psicológica e educacional, entretanto, isto é verdadeiro em grau muito menor. A manipulação de variáveis psicológicas, como a coesão de grupo, a atmosfera em sala de aula, estilos de liderança e ansiedade, é muito mais difícil de ser feita objetivamente por causa da maior complexidade, amplitude de variação e acessibilidade a influências outras que as do pesquisador. Igualmente, a mensuração de variáveis comportamentais, tais como a inteligência, realização, atitudes, classe social, motivações são mais sujeitas a influências sistemáticas e casuais, tornando mais difícil - embora não impossível, como pretendem alguns críticos - vários observadores concordarem em suas observações e mensurações. Isto não significa, entretanto, que os procedimentos do psicólogo não sejam objetivos. Na verdade, eles freqüentemente podem possuir um nível de objetividade relativamente alto. Eles são simplesmente menos objetivos do que os do cientista físico.

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