DELINEAMENTO EXPERIMENTAL [1]

DELINEAMENTO EXPERIMENTAL [1] MESTRADO EM GESTÃO DA QUALIDADE E SEGURANÇA ALIMENTAR Docente: Susana Mendes Ano Letivo 2014/15 susana.mendes@ipleiria.pt

RAZÕES PARA REALIZAR TRABALHOS DE INVESTIGAÇÃO Curiosidade Compulsão Dever Hábito Independentemente da força motriz os resultados contribuem para uma melhor compreensão dos sistemas naturais por vezes levantando maior número de dúvidas que as iniciais

COMO SURGEM AS QUESTÕES A INVESTIGAR? CURIOSIDADE (ex.: Como as aves migratórias encontram os seus territórios?) OBSERVAÇÕES CASUAIS (ex.: Um peixe salta da água. Porquê?) OBSERVAÇÕES EXPLORATÓRIAS (ex.: Quando colocamos indivíduos num aquário há comportamentos agressivos com outros) INVESTIGAÇÃO PRÉVIA (ex.: Estudos anteriores levantam novas questões)

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO? Hipóteses sem dados não têm utilidade! mas Dados sem hipóteses também não!

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO? Não Rejeitar H 0 Rejeitar H 0

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO?

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO? Questão particular ou unidade de investigação Não Rejeitar H 0 Rejeitar H 0

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO?

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO? De certo modo, com o progresso científico o conhecimento avançado torna-se básico

QUE COMPONENTES DEVERÁ TER UM PLANO DE INVESTIGAÇÃO? COMPLEMENTARIDADE COLABORAÇÃO COMPETIÇÃO AVALIAÇÃO COMPONENTES ESSENCIAIS NO SEIO DA COMUNIDADE CIENTÍFICA

DELINEAMENTO É o plano, o esboço geral no qual são indicados os princípios metodológicos a serem seguidos a partir dos objetivos da pesquisa Demonstram o tipo de investigação que será realizada e a sua relação com as variáveis

DELINEAMENTO

TIPOS DE DELINEAMENTO PESQUISA DESCRITIVA Observação e Recolha de Dados Correlação PESQUISA EXPERIMENTAL Quasi-experimentais Experimentais

DELINEAMENTOS POR OBSERVAÇÃO É um tipo mais simples de pesquisa, já que visa identificar quais as variáveis que constituem uma determinada realidade. Ex.: Pesquisa de opinião, preferência alimentar, etc. Grupo Intolerantes ao glutén (N = 50) Procedimento Idade, Peso, Altura, Sexo, Histórico médico, Histórico familiar...etc.

DELINEAMENTO CORRELACIONAL É uma forma de pesquisa descritiva, na qual compara a ocorrência de algumas variáveis em dois momentos ou situações diferentes num contexto natural Busca descrever a ocorrência conjunta de componentes dos fenómenos, mas não propicia dados que determinam se as relações são ou não causais

DELINEAMENTO CORRELACIONAL :: CARACTERÍSTICAS :: Não estabelece qual é a variável independente (VI) nem a variável dependente (VD), mas nomeia as variáveis como variável antecedente e variável consequente Possui alta validade externa Possui baixa validade interna Ausência de manipulação de grupos (não existe um grupo controlo) Tem uma maior aproximação empírica do comportamento social, já que a observação se dá no seu contexto natural Há uma compensação pela falta de controlo das variáveis através do uso de métodos estatísticos

DELINEAMENTO CORRELACIONAL :: CARACTERÍSTICAS :: Não estabelece qual é a variável independente (VI) nem a variável independente (VD), mas nomeia as variáveis como variável antecedente e variável consequente Possui alta validade externa Possui baixa validade interna Ausência de manipulação de grupos (não existe um grupo controlo) Tem uma maior aproximação empírica do comportamento social, já que a observação se dá no seu contexto natural Há uma compensação pela falta de controlo das variáveis através do uso de métodos estatísticos

VANTAGENS DO MÉTODO CORRELACIONAL Só trabalha com um grupo Barato e rápido Método realizado no próprio ambiente do sujeito Não manipula as variáveis Não tem tanta implicação com a parte ética Alto poder de generalização

DESVANTAGENS DO MÉTODO CORRELACIONAL Não há controlo das variáveis espúrias Não verifica a relação causa e efeito Apenas visa o estudo da existência de correlação

DESVANTAGENS DO MÉTODO CORRELACIONAL

EXEMPLO Problema: Qual a relação entre prazo de validade e alteração da textura/cor/cheiro de determinado alimento? Hipóteses: Alimentos cujo prazo de validade foi ultrapassado apresentam alterações na sua textura/cor/cheiro. Variáveis antecedente e consequentes: prazo de validade e alteração do alimento; Delineamento: correlacional Validade externa: Alta Validade Interna: Baixa

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL Visa estabelecer relações de causa-efeito em condições ideais de pesquisa, ou seja, com controlo e manipulação das variáveis: Controlo de variáveis Manipulação de variáveis Possui VI e VD Amostra aleatória

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL Visa estabelecer relações de causa-efeito em condições ideais de pesquisa, ou seja, com controlo e manipulação das variáveis: Delineamento Experimental possui controlo de variáveis, manipulação de variáveis e amostra aleatória Controlo de variáveis Manipulação de variáveis Delineamento Quasi-experimental possui uma Possui ouviduas e VD das condições de delineamento experimental Amostra aleatória

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: TIPOS DE ESTUDO ::

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: NOTAÇÃO :: T: um tratamento, uma variável independente, uma causa O: uma observação, uma variável dependente, um efeito R: um sinal de que os sujeitos foram distribuídos aleatoriamente pelas condições experimentais

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: TIPOS DE DESIGN ::

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: PRE-EXPERIMENTAIS ::

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: PRE-EXPERIMENTAIS :: Possui 2 grupos diferentes Não há randomização Faz uma avaliação antes e depois da VI A maior limitação: não há randomização do grupo de controlo

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL grupos aleatórios (randomized groups design) :: EXPERIMENTAIS ::

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: EXPERIMENTAIS :: grupos aleatórios pre-post (pre-post randomized groups design) controlo do pré-teste (solomon four groups design)

DELINEAMENTOS DE PESQUISA EXPERIMENTAL :: EXPERIMENTAIS :: EXEMPLO EXEMPLO EXEMPLO

DELINEAMENTOS DE PESQUISA :: QUASI-EXPERIMENTAL ::

DELINEAMENTOS DE PESQUISA :: QUASI-EXPERIMENTAL :: Não tem aleatorização Não tem grupo controlo Caráter longitudinal Controlo das variáveis internas (história, maturação etc) através de sucessivas medidas Vantagem de acompanhar o desenvolvimento da mesma amostra Desvantagem: morte, mudança etc.

DELINEAMENTOS DE PESQUISA :: QUASI-EXPERIMENTAL ::

PROBLEMAS COMUNS

PROBLEMAS COMUNS Não Rejeitar (β) Rejeitar (α)

RAZÕES PARA O PLANEAMENTO DE EXPERIÊNCIAS Realizam-se experiências em quase todas as áreas do conhecimento, usualmente para descobrir algo acerca de determinado processo ou sistema. Por experiência entende-se uma investigação em que o sistema em estudo está sob controlo do investigador. Pelo contrário, em estudos observacionais, a variável resposta é medida sem que o responsável pelo estudo controle um ou mais dos aspectos do assunto. O formato dos dados poderá ser similar ou quase idêntico nos dois contextos. A diferença reside na "firmeza de interpretação" acerca das diferenças aparentes na variável-resposta resultantes dos diferentes fatores.

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL ::

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: PRINCIPAIS ELEMENTOS :: os fatores (que por vezes são subdivididos em níveis ou tratamentos) unidades experimentais (pessoas, animais, pacientes, matérias-primas, parcelas de terreno, etc.) a variável-resposta (que pode ser uma ou várias).

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: PRINCIPAIS ELEMENTOS :: FATORES variáveis independentes São as variáveis controladas pelo investigador, e que se pretende testar se produzem algum efeito numa (ou várias) variável-resposta. + Fatores fixos: número fixo de níveis + Fatores aleatórios: amostra aleatória de níveis

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: PRINCIPAIS ELEMENTOS :: CATEGORIAS/NÍVEIS São os vários níveis de cada um dos fatores do ensaio Controlo + É um dos níveis do fator, e que serve de termo de comparação aos restantes tratamentos + Pode ser o nível zero de um fator

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: PRINCIPAIS ELEMENTOS :: UNIDADE EXPERIMENTAL É a unidade física que recebe cada um dos tratamentos, e na qual se vai quantificar o efeito desse tratamento. Podem ser pessoas, animais, pacientes, matérias-primas, parcelas de terreno, etc. Homogeneidade das unidades experimentais

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: A REPLICAÇÃO (ou repetição da experiência básica, do ensaio, para estimação do erro aleatório) A ALEATORIZAÇÃO (da alocação de tratamentos, ou níveis de fatores, às unidades experimentais para redução dos erros sistemáticos durante a experiência e para garantir a independência das observações e dos erros) A utilização de BLOCOS (técnica destinada a reduzir ou eliminar a variabilidade introduzida por fatores ruído, isto é, fatores que podem influenciar a experiência mas que não interessam e/ou não foram explicitamente incluídos durante o planeamento).

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: REPLICAÇÃO (e pseudoreplicação) É a atribuição do mesmo tratamento a várias unidades experimentais. Objetivos: + Estimar o erro experimental + Estimar o efeito do tratamento Cuidado Repetição Medidas repetidas!

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: REPLICAÇÃO (e pseudoreplicação) significa a repetição de uma unidade experimental. é necessária para estimar o erro, o qual, por sua vez, vai ser essencial para avaliar a significância estatística ou determinar intervalos de confiança.

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: REPLICAÇÃO (e pseudoreplicação) significa a repetição de uma unidade experimental. é necessária para estimar o erro, o qual, por sua vez, vai ser essencial para avaliar a significância estatística ou determinar intervalos de confiança. número de repetições?

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: PSEUDOREPLICAÇÃO Ter um único replicado por tratamento não constitui uma verdadeira replicação. Há pseudoreplicação quando existem verdadeiros replicados mas são aglomerados e analisados conjuntamente. Há pseudoreplicação quando sucessivas amostras são recolhidas ao longo do tempo de forma não independente.

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: (Hulbert, 1984)

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: ALEATORIZAÇÃO As unidades experimentais devem receber os tratamentos de um modo completamente aleatório A análise estatística requer que as observações (isto é, os dados recolhidos das unidades experimentais) sejam variáveis aleatórias independentes A aleatorização garante este pressuposto

(Hulbert, 1984) PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: ALEATORIZAÇÃO

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: BLOCOS (e blocking) Lotes de unidades experimentais o mais homogéneas possíveis. Objetivos: + Homogeneizar as unidades experimentais dentro de cada bloco, de modo a minimizar a variabilidade dentro dos blocos, e maximizar a variabilidade entre os blocos. + Em cada bloco: uma ou mais repetições de cada um dos tratamentos

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: TRÊS PRINCÍPIOS BÁSICOS :: BLOCOS (e blocking): Devem ser utilizadas unidades experimentais homogéneas (por vezes é difícil, em particular em experiências fora do laboratório). Deve usar-se a informação acerca de variáveis relacionadas. Deve usar-se um número grande de replicados. Deve usar-se designs experimentais mais eficientes: balancing e blocking devem ser parte integrante dos designs.

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: ATENÇÃO À COMPLEXIDADE!

PLANEAMENTO EXPERIÊNCIAS :: DELINEAMENTO EXPERIMENTAL :: Pode-se imaginar uma experiência como um conjunto de diferentes tratamentos aplicados pelo investigador a cada unidade experimental do sistema/meio em estudo, após o que se mede a resposta

Com o planeamento duma experiência, pretende-se evitar os erros sistemáticos ou enviesamentos minimizar os erros aleatórios ou "erros naturais estimar a magnitude dos erros aleatórios os resultados devem ser os mais precisos possíveis aproveitar a eventual estrutura especial dos dados através da combinação de fatores

Os modelos e os dados Não são dados que se têm que ajustar evitar a exclusão de dados inconvenientes, mas que podem ser legítimos

Os modelos e os dados É o modelo que tem de se ajustar aos dados Mesmo os atípicos, desde que sejam observações legítimas

DELINEAMENTO EXPERIMENTAL [1] MESTRADO EM GESTÃO DA QUALIDADE E SEGURANÇA ALIMENTAR Docente: Susana Mendes Ano Letivo 2014/15 susana.mendes@ipleiria.pt