MESTRADO EM QUÍMICA PARA O ENSINO 2005 2006 METODOLOGIAS DE INVESTIGAÇÃO EM EDUCAÇÃO ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO Resumo Este trabalho aborda os princípios teóricos do Estudo de Caso. Os conceitos associados a esta metodologia de investigação científica de cariz qualitativo definição, objectivos a que se propõe, tipos de estudos existentes, cuidados a ter na preparação e condução deste método, as questões relacionadas com o seu rigor científico e principais conclusões que dele se podem retirar são ilustrados através da análise de um Estudo de Caso realizado no âmbito de uma tese de mestrado, estudo esse que tinha como objectivo avaliar o impacto da utilização de módulos digitais em alunos do 12º ano de escolaridade para o ensino da segunda Lei da Termodinâmica. Abstract This essay approaches the theoretical principals of the Case Study. This scientific investigation concerns a qualitative methodology whose basic idea is illustrated throughout the analysis of a case study conducted during a master thesis. The characteristics of this qualitative methodology, its objectives,, types of existing studies, needed cares in the preparation and conduction of this method, issues related to its scientific rigor and the main conclusions that can be taken, are briefly explored. The case study was conducted in order to evaluate the impact of the use of digital modules with 12th grade students in the teaching of the 2nd law of Thermodynamics. 1. INTRODUÇÃO O Estudo de Caso é uma metodologia de investigação científica de cariz qualitativo. A crescente importância das metodologias qualitativas na investigação científica, nomeadamente na área da Educação em Ciências, deve-se, por um lado, a uma certa desvalorização da investigação desenvolvida à luz do paradigma positivista, e, por outro, à necessidade de desenvolver novas abordagens metodológicas que permitam dar resposta a problemáticas emergentes. Neste trabalho iremos abordar algumas concepções teóricas sobre o Estudo de Caso, nas suas diferentes perspectivas: situações em que se aplica, objectivos a que se propõe, tipos de estudos, metodologia de trabalho e problemas relacionados com a validade das suas conclusões. Ao longo desta explanação teórica, iremos ilustrar a sua aplicação através da análise de uma Tese de Mestrado realizada em 2003 pela Dr.ª Delfina Machado Almeida, intitulada Segunda Lei Termodinâmica Recursos Digitais em Ensino de Química onde este método de investigação foi utilizado. 2. DEFINIÇÃO DE ESTUDO DE CASO Como o nome indica, a característica que distingue esta metodologia é o facto de ser um plano de investigação que se concentra no estudo pormenorizado e aprofundado, no seu contexto natural, de uma entidade bem definida: o caso.
Mas o que é um caso? Quase tudo pode ser um caso: um indivíduo, um pequeno grupo, uma organização, uma comunidade, um processo, um incidente ou acontecimento imprevisto, etc. Obedecendo a uma perspectiva da pesquisa holística (sistémica, ampla, integrada), o Estudo de Caso tem como objectivo compreender o caso no seu todo e na sua unicidade. Dada a sua natureza qualitativa, são compreensíveis as diferentes conceptualizações que se encontram na literatura da especialidade. Vejamos apenas alguns exemplos das definições fornecidas por alguns autores de referência: O Estudo de Caso é a exploração de um sistema limitado, no tempo e em profundidade, através de uma recolha de dados profunda envolvendo fontes múltiplas de informação ricas no contexto (Creswell, 1994) O Estudo de Caso é uma investigação empírica que investiga um fenómeno no seu ambiente natural, quando as fronteiras entre o fenómeno e o contexto não são bem definidas (...) em que múltiplas fontes de evidência são usadas (Yin, 1994) É a estratégia de investigação mais adequada quando queremos saber o como e o porquê de acontecimentos actuais (contemporary) sobre os quais o investigador tem pouco ou nenhum controlo (Yin, 1994). Em síntese, o Estudo de Caso é uma investigação empírica (Yin, 1994) que se baseia no raciocínio indutivo (Bravo, 1998; Gomez, Flores & Jimenez, 1996) que depende fortemente do trabalho de campo (Punch, 1998) e que se baseia em fontes de dados múltiplas e variadas (Yin, 1994). O Estudo de Caso pode ser igualmente uma modalidade de investigação mista. Por vezes, e de forma a proporcionar uma melhor compreensão sobre o caso a estudar, combinam-se métodos quantitativos e qualitativos. A tese analisada aborda a problemática da segunda Lei da Termodinâmica no processo de ensino aprendizagem para alunos do 12º ano de escolaridade. Após a constatação de diversas dificuldades apresentadas pelos alunos sobre este tema (com base na experiência pessoal e pesquisa bibliográfica), a investigadora apresenta algumas propostas para a superação dessas dificuldades, nomeadamente a utilização de estratégias que incluam as Tecnologias de Informação e Comunicação. Nesse sentido, foi levantada a seguinte hipótese de investigação: Será que a utilização de módulos digitais sobre a entropia é um recurso pedagógico útil para alunos do 12º ano de escolaridade de Química, na compreensão da segunda Lei da Termodinâmica? Para avaliar o impacto da utilização de módulos digitais em alunos do 12º ano de escolaridade para o ensino daquela matéria, realiza o Estudo de Caso com uma turma daquele ano lectivo. Para testar a hipótese de trabalho formulada, os conteúdos relacionados com a segunda Lei da Termodinâmica foram leccionados a partir da utilização do conjunto de módulos digitais por uma turma de alunos do 12º ano de escolaridade da Escola Secundária da ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO 2/6
Trofa, constituída por 26 alunos (21 raparigas e 5 rapazes), em duas aulas da disciplina de Química. Para tal, foi desenvolvido um sistema hipertexto/hipermédia acerca da história das Leis da Termodinâmica e uma página denominado Entropia e Desordem, constituída por um conjunto de módulos digitais acerca da segunda Lei da Termodinâmica. 3. OBJECTIVOS DO ESTUDO DE CASO Para Yin (1994) o Estudo de Caso pode ser conduzido para um dos três propósitos básicos: explorar, descrever e explicar. Bogdan e Bilken (1994) sublinham a importância do enfoque na análise dos processos em vez dos resultados. Numa tentativa de síntese Gomez, Flores & Jimenez (1996) concluem que, bem vistas as coisas, os objectivos que orientam um Estudo de Caso podem ser em tudo coincidentes com os da investigação educativa em geral: explorar, descrever, explicar, avaliar e/ou transformar O Estudo de Caso presente nesta tese assume uma perspectiva descritiva, centrando os seus objectivos no entendimento da forma como os alunos interpretam e dão sentido às suas experiências, ou seja, os processos são mais valorizados que os próprios resultados. Dentro desta lógica, podemos identificar os seguintes objectivos: Investigar em que medida a utilização do conjunto de módulos digitais contribuiu para a compreensão da segunda Lei da Termodinâmica; Procurar aspectos que suscitassem dúvidas ou que apresentassem dificuldades aos alunos; Investigar em que medida a visualização dos módulos digitais era capaz ou não de esclarecer as dificuldades detectadas na bibliografia; Obter opiniões e sugestões dos entrevistados para aprofundamento deste conjunto de módulos digitais 4. TIPOS DE ESTUDOS DE CASO Existem várias propostas de tipificação dos estudos de caso. Vamos apenas fazer referência a dois modelos: Um deles evidencia a distinção entre Estudo de Caso único e Estudo de Caso múltiplo ou comparativo ou multicasos (Lessard Hébert, Goyette & Boutin, 1994; Yin, 1994; Bogdan & Bilken, 1994; Punch, 1998). O segundo, da autoria de Stake (1995), referência clássica na literatura da especialidade, faz referência a três tipos: 1. O Estudo de Caso intrínseco, quando o investigador pretende uma melhor compreensão de um caso particular que contém em si mesmo o interesse da investigação; 2. O instrumental, quando um caso é examinado para fornecer introspecção sobre um assunto, para refinar uma teoria, para proporcionar conhecimento sobre algo que não é exclusivamente o caso em si; o estudo do caso funciona como um instrumento para compreender outro(s) fenómeno(s); 3. O colectivo, quando o caso instrumental se estende a vários casos, para possibilitar, pela comparação, conhecimento mais profundo sobre o fenómeno, população ou condição. ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO 3/6
De acordo com o primeiro modelo de tipificação, estamos perante um tipo de Estudo de Caso único. Em relação ao segundo modelo, podemos classificar este Estudo de Caso como instrumental, no sentido em que permite proporcionar conhecimentos para além da temática da segunda Lei da Termodinâmica, ao evidenciar algumas potencialidades pedagógicas das TIC s na educação (possibilitarem um ensino activo, diversificação das metodologias, motivação dos alunos, permitirem explorações educativas lúdicas). 5. PREPARAÇÃO E CONDUÇÃO DO ESTUDO DE CASO Na preparação do estudo deve-se ter em conta os seguintes aspectos: o know-how e capacidades do investigador, o seu treino, a preparação para a realização do Estudo de Caso, o desenvolvimento de um protocolo e a condução de um estudo piloto (Yin, 1994). Para a condução do Estudo de Caso, é de sublinhar a importância das fontes de recolha dos dados (fontes de evidência): análise documental, as entrevistas, a observação e os artefactos físicos. Naquelas aulas, a investigadora (que não é professora da disciplina), desempenhou essencialmente um papel de guia e orientadora, ajudando os alunos na exploração e no esclarecimento de dúvidas para o preenchimento de uma folha de respostas. Após a exploração do conjunto de módulos digitais foi realizada uma investigação qualitativa, recorrendo-se à entrevista como metodologia de investigação. O impacto do conjunto de módulos digitais no processo de ensino-aprendizagem, foi avaliado através da análise das respostas dadas na folha de respostas e através da análise das respostas dadas à entrevista. 6. A CREDIBILIDADE DO MÉTODO Em qualquer tipo de investigação científica, é necessário definir critérios para aferir a sua credibilidade. A credibilidade é um conceito genérico, mas encerra em si os três critérios clássicos de aferição da qualidade de um trabalho de investigação, que devem ser cumpridos também no Estudo de Caso, a saber: 1. A validade externa ou possibilidade de generalização dos resultados; 2. A fiabilidade (replicabilidade) do processo de recolha e análise de dados; 3. No caso de estudos de caso de tipo explicativo, coloca-se ainda a questão do rigor ou validade interna das conclusões a que conduz (inferências lógicas). No que diz respeito à credibilidade do estudo, podemos constatar o facto de a validade interna deste estudo estar condicionada pelo facto da amostra não estar perfeitamente aleatorizada e não foi possível que pelo menos um elemento de cada grupo que explorou os módulos desenvolvidos fosse entrevistado. Esta situação leva-nos a concluir que a legitimidade das conclusões está ameaçada. Por outro lado, existem vários aspectos que ameaçam a validade externa do estudo: a reduzida dimensão da amostra de entrevistados (apenas 10 dos 26 alunos participaram na entrevista), o impacto da utilização das TIC variar muito de aluno para aluno (do seu entusiasmo, motivação e apetências) e o próprio factor novidade introduzido pelos módulos digitais utilizados no estudo. A fiabilidade pode também ser colocada em causa se atendermos à possível influência do investigador nos resultados pelo entusiasmo e ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO 4/6
motivação exercidos sobre os alunos. No entanto, e de acordo com Yin os estudos de caso, da mesma forma que os estudos experimentais, são generalizáveis a proposições teóricas, e não a populações ou universos. Nesse sentido, o Estudo de Caso, não representa uma amostragem, e o objectivo do pesquisador é expandir e generalizar teorias (generalização analítica) e não enumerar frequências (generalização estatística). Daqui podemos concluir a possibilidade de se retirarem conclusões positivas sobre a possível generalização dos factos. 7. CONCLUSÕES O estudo de um caso permite que o profissional observe, entenda, analise e descreva uma determinada situação real, adquirindo conhecimento e experiência que podem ser úteis na tomada de decisão frente a outras situações. É um método de investigação no qual o profissional tem um grande envolvimento nas suas diferentes etapas: a recolha de informações, um processo de pensamento, constituído por análise dos dados e determinação de soluções, e um processo de julgamento ou avaliação. A expectativa é que o profissional adquira conhecimento e experiência para tomar decisões e resolver os problemas identificados no Estudo de Caso. Deste estudo são retiradas algumas conclusões que têm algumas implicações no ensino, algumas sugestões para superar as dificuldades dos alunos acerca da segunda Lei da Termodinâmica. A investigadora chama a atenção para a necessidade de, no futuro, haverá todo o interesse em proceder-se a uma investigação quantitativa, tendo em conta a hipótese apresentada. Contudo, considerou que aquela metodologia seria a mais indicada para aquela fase de estudo. O conjunto de módulos digitais desenvolvidos revelou ser um instrumento útil para fazer face a algumas dificuldades dos alunos acerca da segunda Lei da Termodinâmica. A investigadora conclui que será possível desenvolver e eventualmente modificar as ideias dos alunos, estabelecendo um sistema relacional entre as dificuldades diagnosticadas e os módulos digitais explorados que poderão contribuir para a sua superação. Apesar de reconhecer algumas limitações, nomeadamente a existência de dificuldades por parte dos alunos que foram detectadas e que não foi possível explorar se foram ou não superadas, a investigadora conclui que a resposta à sua hipótese de trabalho é afirmativa: a utilização de módulos digitais sobre entropia é um recurso pedagógico útil para alunos de 12º de escolaridade de Química na compreensão da segunda Lei da Termodinâmica. Um Estudo de Caso bem sucedido implica assumir um compromisso junto a todos aqueles que nele participaram. Não basta levantar hipóteses, recolher dados, concluir sobre o que está a acontecer com o aluno naquele momento de sua vida... É preciso que isso tudo sirva como um ponto de partida! ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO 5/6
8. BIBLIOGRAFIA BOGDAN, Robert; BIKLEN, Sari (1994). Investigação Qualitativa em Educação. Colecção Ciências da Educação. Porto: Porto Editora. BRAVO, Mª Pilar Colás; EISMAN, Leonor Buendia (1998). Investigación Educativa. 3ª Ed. Sevilha: Ediciones Alfar. CRESWELL, John (1994). Research Design: Qualitative and Quantitative Approaches. Thousand Oaks: SAGE Publications. GOMEZ, Gregorio R; FLORES, Javier; JIMÈNEZ, Eduardo (1996). Metodologia de la Investigacion Cualitativa. Malaga: Ediciones Aljibe. 378p. GUBA, Egon (1981). Criteria for assessing the trustworthiness of naturalistic inquiries. Educational Communication and Technology Journal, nº 29, 75-92. GUBA, Egon ; LINCOLN, Yvonna (1994). Competing paradigms in qualitative research In DENZIN, Norman; LINCOLN, Yvonna (Ed) (1994) Handbook of Qualitative Research. Thousand Oaks, CA: SAGE Publications. Pp 105-117. LESSARD-HÉBERT, Michelle; GOYETTE, Gabriel; BOUTIN, Gérald (1994). Investigação Qualitativa: Fundamentos e Práticas. Lisboa: Instituto Piaget. PONTE, João Pedro (1994). O estudo de caso na investigação em educação matemática. Quadrante, Vol.3, nº 1, 3-17. PUNCH, Keith (1998). Introduction to Social Research: Quantitative & Qualitative Approaches. London: SAGE Publications. RAMOS, José Luís (1999). A escola que aprende: um estudo múltiplo de casos no domínio da integração das TIC na escola. Actas da I Conferência Internacional Challenges 99. 275-286. STAKE, Robert E (1995). The Art of Case Study Research. Thousand Oaks, CA: Sage. Publications. TELLEZ, K (1993). Experimental and quasi experimental research in technology and teacher education In WAXMAN, Hersholt; BRIGHT, George (1993). Approaches to Research on Teacher Education and Technology. Charlottesville, VA: AACE, 67-78. VIEIRA, Cristina Maria (1999). A credibilidade da investigação científica de natureza qualitativa: questões relativas á sua fidelidade e credibilidade. Revista Portuguesa de Pedagogia, Ano XXXIII, 2, 89-11. YIN, Robert (1994). Case Study Research: Design and Methods (2ª Ed) Thousand Oaks, CA: SAGE Publications. TRABALHO REALIZADO POR: Graça Silva Joana Azeredo Vitória Pinto ANÁLISE DE UM ESTUDO DE CASO 6/6