Prof. José Adolfo S. de Campos



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Análise de Informações

Prof. José Adolfo S. de Campos



1. Introdução

No seu cotidiano, todo ser humano realiza duas atividades básicas - a Análise e a Síntese. Analisar significa decompor (um todo) em suas partes componentes. A análise é o exame de cada parte de um todo, tendo em vista conhecer sua natureza, suas proporções, suas funções, suas relações, etc. Análise é a determinação dos elementos que se organizam em uma totalidade, dada ou a construir, material ou ideal; é a ligação das coisas à sua fonte; resolução do conhecimento dentro dos seus princípios originais.

Através da análise procura-se dividir um problema, uma situação em partes menores que são tratáveis ou que podemos relacionar causa e efeito (conseqüências). A inteligência não é capaz de obter relações de causa e efeito e as relações entre princípio e conseqüência, diretamente da complexidade de idéias, de seres e de fatos. Por isso há necessidade de se analisar e dividir as dificuldades para melhor resolvê-las. A análise de uma situação ou problema pode ser feita através de pontos de vista diferentes, de níveis de profundidade variados ou de níveis de abrangência distintos. Sem a pretensão de ser completo, pode-se representar a estrutura geral do processo de análise através do diagrama da figura 1.



Figura 1 - Processo de Análise de Informações

A Síntese é a reconstituição do todo decomposto pela análise, isto é, o processo inverso. Sintetizar é a operação de resumir. Pode-se dizer que a síntese é uma operação mental que caminha do simples para o complexo, uma reunião de elementos concretos ou abstratos em um todo, uma fusão, uma composição. O conhecimento é um processo de síntese dos dados empíricos elaborados pelo sujeito conhecedor, a partir de estruturas subjetivas que a experiência não pode explicar. O processo de síntese de informações pode ser representado, de um modo bem geral, pelo diagrama da figura 2.

René Descartes (1596-1650), procurando traçar normas gerais e indispensáveis a qualquer trabalho científico, formulou quatro regras, das quais duas dizem respeito à análise e a síntese: 1) dividir cada uma das dificuldades a abordar, no maior número possível de parcelas que forem necessárias para melhor resolvê-las (Processo de Análise) e 2) conduzir o trabalho por ordem de pensamentos, começando pelos objetos mais simples e mais fáceis de conhecer, para subir pouco a pouco, gradualmente, até o conhecimento dos mais complexos (Processo de Síntese). Sem a análise, todo o conhecimento é confuso e superficial; sem a síntese, é inevitavelmente incompleto.



Figura 2 - Processo de Síntese de Informações

Um aspecto importante é o Processo de Sistematizar as informações, que é usado para facilitar tanto a análise quanto à síntese. Sistematizar significa classificar (agrupar) as informações segundo semelhanças, procurando reduzir a complexidade das informações. Estas semelhanças podem ser conceituais, comportamentais, de valores, etc.

No nosso cotidiano e na ciência em particular, o ato de classificar objetos, palavras, ações, eventos ou processos, em função de quantidades ou de suas propriedades, é fundamental para a compreensão do mundo em que vivemos. A classificação é um processo de organizar as coisas em grupos. Os sistemas de classificação são empregados de muitos modos diferentes na vida. Por exemplo, são usados para classificar os livros de uma biblioteca por assunto, para organizar as palavras num dicionário por ordem alfabética, para classificar as pessoas por sexo, para classificar níveis de conhecimento através de graus, etc.

A classificação no seu nível mais simples é feita através do emprego de Chaves Dicotômicas. A chave dicotômica admite somente duas possibilidades classificatórias: ou pertence ou não pertence ao grupo. Para melhor compreensão se vai dar alguns exemplos: Na biologia, um ser pertence ou não ao reino animal; na astronomia, um corpo é planeta ou não é; na matemática, um número é primo ou não é; na geografia, um acidente geográfico é um rio ou não é; na física, um corpo atingiu sua temperatura de congelamento ou não; na química, uma amostra têm ferro ou não tem.

A chave dicotômica é a representação da lógica binária empregada pelos computadores no processamento de informações, em que o “bit” pode estar “ligado” (representado pelo número 1) ou não (representado pelo número 0). Através do uso de sucessivas chaves dicotômicas pode-se construir classificações muito mais complexas, podendo chegar a individualizar componentes.

Para exemplificar, tome-se um conjunto de lápizes composto por 4 cores diferentes (Preto, Azul, Vermelho, Amarelo). Um sistema simples para classificar por cores seria:



é preto

Lápis é azul



não é preto é vermelho

não é azul

não é vermelho (é amarelo)

A lógica binária envolvida na construção das chaves dicotômicas é empregada muitas vezes na solução de problemas. Ao se aplicarem sucessivamente chaves dicotômicas, vão-se eliminando as respostas possíveis por exclusão. Um exemplo simples seria o popular jogo da forca, onde tenho uma palavra em português com três letras, sendo a primeira a letra B e a última a letra R. Pelas regras gramaticais, sabe-se que a letra do meio deve ser uma das vogais (A, E, I, O, U). Supondo-se que a pessoa não domine o português e que tenha que consultar o dicionário para verificar a existência da palavra, uma possível seqüência seria ir testando todas as vogais: primeira chave – é U ou não; segunda chave – é O ou não; terceira chave - é I ou não; quarta chave – é E ou não; então só pode ser A. Todas as alternativas anteriores não levavam a uma palavra com significado. Como exercício em sala de aula, os alunos devem construir chaves dicotômicas sobre o que está presente na sala de aula do curso.

2. Ferramentas Computacionais para Análise e Síntese

A compreensão de estruturas complexas de conhecimento ou de dados é muito facilitada quando apresentada sob a forma de diagramas, gráficos ou imagens. Este processo de "visualização" das informações evidencia, às vezes, interligações entre conceitos, dados e eventos que a sua pura representação algébrica ou numérica encobre.

Existem algumas ferramentas computacionais disponíveis que procuram facilitar as tarefas de sistematizar, analisar e sintetizar as informações através de processos de "visualização". Nesta atividade vamos apresentar duas ferramentas que podem ser úteis: os programas GRS (Gerador de Redes Sistêmicas) e CMap Tools (Mapas Conceituais).

2.1 Redes Sistêmicas

A metodologia das Redes Sistêmicas (RS) de análise de dados qualitativos foi proposta por Bliss, Monk, Ogborn (1983) e serve para sistematizar dados qualitativos e facilitar a análise de informações. O modelo de redes sistêmicas busca o equilíbrio, não sendo tão simples quanto árvores hierárquicas e nem tão complexo quanto mapas conceituais (Novak 1977). Ele foi originariamente desenvolvido e aplicado na área de Lingüística e vem sendo usado desde o final dos anos 70 na área educacional, para auxílio em diversos problemas, dentre os quais: redução da quantidade de informações preservando a sua essência, melhoria da organização de dados qualitativos, preparação de material didático, representação de conhecimento e de relações humanas, linguagens de programação e desenvolvimento de software.

Para se criar uma RS é necessário, primeiramente, categorizar os elementos que farão parte da rede, onde “categorizar” significa colocar rótulos (nomes) em objetos. A rede pode ser vista como um mapa que apresenta conjuntos de elementos, denominados termos, e que mostra como estes termos se relacionam uns com os outros. O conjunto de relações pode tornar-se bastante complexo. A vantagem de se usar RD é poder “classificar” as vias mais freqüentes do conhecimento, ficando no meio termo entre um esquema de meras categorias - bastante geral - e uma análise detalhada de um aspecto específico.

As RS são usadas como uma linguagem descritiva. Um caminho percorrido na rede representa uma leitura de determinada situação dos dados experimentais. Para um mesmo problema, podemos construir diferentes redes, cada qual dando mais destaque a um conjunto de aspectos.

A sintaxe da linguagem é bastante simples e constituída por poucos elementos. Para indicar a relação entre termos irmãos usamos ou um colchete ( [ ) ou uma chave ( { ). Usa-se o colchete quando os termos são mutuamente excludentes. Por exemplo, uma classificação do tipo de escola distingue entre escola pública e privada. Um tipo exclui automaticamente o outro. Neste caso usa-se um colchete para relacionar o termo pai (escola) com os termos filhos (pública, privada)

 Pública

Escola 

 Privada

Usa-se a chave quando os termos podem ocorrer simultaneamente. Por exemplo, pode-se classificar escolas por nível, onde existem escolas só com alunos de ensino fundamental, só de ensino médio ou com ambos os níveis. Neste caso usa-se a chave para relacionar o termo pai com os termos filhos.

 Ensino Fundamental

Escola 

 Ensino Médio

A recursão (  ) serve para denotar a combinação de categorias ou uma repetição de possibilidades. Por exemplo, a escola pode ter alunos cuja família está numa área urbana, semi-rural, rural ou uma combinação entre estas opções. A relação entre o termo pai (escola) e os termos irmãos (urbana, semi-rural e rural) pode ser expressa através de

 Urbana


 Rural

 Semi-rural

Origem dos alunos  Urbana e Rural

 Urbana e Semi-rural

 Rural e Semi-rural

 Urbana, Rural e Semi-rural

ou usando-se a recursão, pode-se representar a mesma relação de um modo mais elegante e compacto

 Urbana


Origem dos alunos   Semi-rural

 Rural


A construção de redes sistêmicas pode usar duas abordagens para organizar o conhecimento, representado por eventos ou objetos. Na primeira, a RS é construída a partir de conhecimentos já adquiridos pelo(s) construtor(es) ou segundo modelos pré-existentes sobre o tema. Na segunda, a RS é construída a partir de um texto escrito ou vídeo procurando representar o conteúdo do mesmo de maneira sintética.

A partir dos exemplos dados anteriormente podemos construir uma RS sobre diversos aspectos relacionados com a escola. Os aspectos abordados foram o tipo de escola, o nível de ensino ministrado e a origem dos alunos. Muitos outros aspectos podem ser acrescentados, dependendo do fim desejado.

  Pública

Tipo 


  Privada

  Ensino Fundamental



Escola  Nível 

  Ensino Médio

  Urbana



 Origem dos Alunos   Semi-rural

  Rural

Para facilitar a construção de Redes Sistêmicas, foi desenvolvido por Ilan Chamovitz, M.Sc. em Informática pelo NCE/UFRJ, em colaboração com o Dr. Marcos Elia da Fonseca, professor do Mestrado do NCE/UFRJ, o programa GRS (Gerador de Redes Sistêmicas), disponível em http://146.164.248.51/pii_grs3/. O manual e considerações mais detalhadas sobre o uso de redes sistêmicas para análise de dados qualitativos encontram-se na página mencionada.

2.2 Mapas Conceituais

Novak define Mapa Conceitual como uma ferramenta para organizar e representar conhecimento. O mapa conceitual, baseado na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (2000), é uma representação gráfica em duas dimensões de um conjunto de conceitos construídos de tal forma que as relações entre eles sejam evidentes. Os conceitos aparecem dentro de círculos ou caixas e as relações entre os conceitos são especificadas através de frases de ligação ou proposições nos arcos que unem os dois conceitos.

Definimos conceito como “uma regularidade percebida em eventos ou objetos, ou registro de eventos ou de objetos, designados por um rótulo”. O rótulo é uma palavra na maioria das vezes, mas às vezes usamos símbolos. Por exemplo, pode-se definir cor e forma como “conceitos” para objetos e características físicas (temperatura, pressão, etc) ou geométricas (alinhamento, separação angular, etc.) para eventos.

As proposições são “declarações sobre algum objeto ou evento no universo, ocorrendo naturalmente ou construído”. As proposições contêm dois ou mais conceitos conectados por frases de ligação para formar uma declaração com significado. As frases de ligação devem ser curtas e sintéticas, normalmente sob a forma de verbos ou preposições. As proposições são uma característica particular dos mapas conceituais se comparados a outros grafos similares como os mapas mentais. O eixo vertical expressa um modelo hierárquico para os conceitos onde os mais gerais ou inclusivos aparecem na parte superior e os mais específicos nas partes inferiores. A figura abaixo é um exemplo de mapa conceitual que descreve a estrutura de mapas conceituais e ilustra as características acima.



Como exemplo de regularidades percebidas em eventos podemos citar que nos eclipses do Sol (evento) percebemos que, dentro de outras regularidades, sempre envolvem o Sol, a Lua e a Terra; a sua observação depende da posição do observador na superfície da Terra; eles ocorrem quando os astros estão em determinadas posições espaciais. Para regularidades percebidas nas bolas (objeto), temos que a forma, a cor, o tamanho e o material constituinte são características dependentes do fim a que se destina a bola. Como registro de evento podemos citar as características do maremoto na Ásia (velocidade de deslocamento da água, países atingidos, número de mortos, etc.). As características de um novo robot desenvolvido no Japão podem servir como exemplo para registro de objetos.

Segundo Moreira (1997), os mapas conceituais servem para “ensinar usando organizadores prévios, para fazer pontes entre os significados que o aluno já tem e os que ele precisaria ter para aprender significativamente a matéria de ensino, bem como para o estabelecimento de relações explícitas entre o novo conhecimento e aquele já existente e adequado para dar significados aos novos materiais de aprendizagem”. Esta abordagem atribui aos mapas conceituais o “poder” de estruturar o pensamento do sujeito, por comparações com modelos ou mesmo através de organizações de estratégias por parte do educador que permitam ao estudante entender como ele “precisa” pensar.

Para construir um bom Mapa Conceitual deve-se seguir quatro passos:



  1. Selecionar o contexto em que ele será usado, uma vez que as estruturas do mapa conceitual dependem deste contexto;

  2. Identificar os conceitos chave que se aplicam a este domínio. Estes conceitos devem ser ordenados do mais geral para o mais específico. Esta ordenação inicial é apenas aproximada, mas ajuda na construção;

  3. Construir um mapa conceitual preliminar usando de preferência um programa de computador. O uso do programa facilita a troca de proposições e a movimentação de conceitos. É importante notar que um mapa conceitual nunca está terminado e, após o término deste mapa preliminar, é sempre necessário revisar o mapa. Geralmente bons mapas sofrem de três a quatro revisões;

  4. Após um mapa preliminar ter sido construído, as ligações cruzadas devem ser procuradas. Estas ligações entre diferentes domínios do conhecimento sobre o mapa ajudam a ilustrar como estes domínios estão relacionados uns com outros. Após as revisões um mapa final deve ser preparado, onde os conceitos devem ser posicionados de modo a facilitar a sua compreensão.

O programa que ajuda a construir Mapas Conceituais, CMap Tools (versão 3.5), desenvolvido pelo IHMC (Institute for Human and Machine Cognition), juntamente com uma apostila para sua utilização, está disponível para download na página da disciplina Astronomia, Informação e Comunicação (http://www.nce.ufrj.br/ginape/IGA502/).

3. Bibliografia

Ausubel, D. (2000), "The Acquisition and Retention of Knowledge: A Cognitive View", Boston, MA: Kluwer Academic Publishers.

Bliss, J., Monk, M., Ogborn, J. (1983), “Qualitative Data Analysis for Educational Research: A guide of systemic networks”, London: Croom Helm.

Chamovitz, I., Elia, M. (2004), “GRS – Gerador de Redes Sistêmicas, Manual de Operação”, disponível em http://www.nce.ufrj.br/ginape/IGA502/.

Instituto Presbiteriano Mackenzie (2004), "Apostila de CmapTools 3.4", São Paulo.

Living Lab Curriculum (2005), “Classification: A Life Skill”, disponível em http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/msh/Iic/de/del/cls.html.

Novak, J. (1977), “A Theory of Education”, Ithaca, NY: Cornell University Press.

Moreira, M. A. (1997), "Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa", disponível em http://www.if.ufrgs.br/~moreira/mapasport.pdf.





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