Pesquisa com métodos quantitativos

IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte

Pesquisa com métodos quantitativos

Prof. Dr. Ivan Luiz Marques Ricarte

Outubro 2012


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 dados


Características da

pesquisa quantitativa (1)

Creswell trabalha com uma apresentação gradual, em etapas:

• O problema de pesquisa

• O propósito da pesquisa

• Questões ou hipóteses da pesquisa

Determinismo: questões e hipóteses de pesquisa serão

respondidas pela análise de relação entre variáveis


Problema e propósito

Problema de pesquisa

Identificar origem (qual a motivação)

Estabelecer contexto (qual a teoria de base)

Defender relevância da pesquisa (qual a lacuna)

Propósito da pesquisa

O propósito deste

[experimento/levantamento]

será verificar a teoria [...] que

relaciona [ Vi ] com [ Vd ] para

[participantes] em [local]. A

variável independente [Vi ] é

definida como [...]. A variável

dependente [ Vd ] é definida

como [...].


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 estatísticos


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 diferença


Características da


Estudos quantitativos partem da especificação das

hipóteses de pesquisa envolvendo essas variáveis,

com base nessa teoria

Reducionismo: teoria pode ser testada pela

observação de poucas variáveis


Variáveis

Variável: algo que muda, que pode assumir

diferentes valores

Variáveis na pesquisa quantitativa podem ser

representadas numericamente

• Escala contínua ou categórica


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 dependentes


Características da


Métodos de coleta de dados na pesquisa quantitativa:

• Levantamentos

• Experimentos

Objetivismo: dados podem ser obtidos por

medidas ou observações empíricas


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 desenlace


Características da


Grande quantidade de dados coletados:

• Permitir análises estatísticas

• Permitir generalização das conclusões a partir do

observado nas amostras

• Forma de validação do estudo

Interpretacionismo: instrumentos de medidas válidos e

confiáveis levarão a interpretações significantes dos dados


Levantamentos

Métodos da pesquisa quantitativa


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?


Formas de coleta

• Questionários auto-administrados

• Entrevistas

• Revisão de registros estruturados para a coleta

de dados

• Observações estruturadas


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?


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

– Amostra


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?


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]%


Tamanho da amostra

Impacto 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 aleatórias


Tamanho da amostra

• População “infinita” (maior que 50.000):

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)

SSZ

2p 1 p

C2


Tamanho da amostra

• População finita (menor que 50.000):

onde

NSS Tamanho ajustado da amostra

SS Tamanho da amostra para população infinita

pop Tamanho da população

NSSSS

1SS 1

pop


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 2,576


Exemplos

• Nível de confiança 95%, margem de erro 4%

– População 50.000: amostra de 600 participantes

– População 10.000: 566 participantes


• Nível de confiança 99%, margem de erro 2%

– População 50.000: 4.148 participantes

– População 10.000: 2.932 participantes



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?


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 incorporados


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 levantamento


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 valores


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?


Experimentos

Métodos da pesquisa quantitativa


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 desenlace


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)


Componentes do método

experimental

• Participantes

• Materiais

• Procedimentos

• Medidas

– Descrições sobre esses quatro aspectos devem estar presentes

no projeto de pesquisa experimental


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?


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)


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 58


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?


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 tempo


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 mudança


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 aleatória


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-------O2



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 membros



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---O



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--------------O


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---O


Referências

• Creswell, capítulos 7 e 8

• Livros de estatística

Documents

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