Design Science Research: método para pesquisas científicas em Sistemas de Informação

Mariano Pimentel
/pimentel.mariano
/pimentel.mariano
pimentel@uniriotec.br
Master Class - 22/5/2019, 9h às 12h30 - Bloco G - Sala 60
Design Science Research
para pensar-fazer pesquisas científicas
em Sistemas de Informação

Como se faz “pesquisa científica” em SI?
“O objetivo da pesquisa em
sistemas de informação é
produzir conhecimento e
compreensão que possibilitem o
desenvolvimento e implementação
de soluções baseadas em
tecnologias para problemas
de negócios importantes
e ainda não resolvidos”
(HEVNER et al., 2004)

Como se faz “pesquisa científica” em SI?
• É preciso seguir um MÉTODO?
• É preciso desenvolver um ARTEFATO?
• É preciso resolver um problema?
• É preciso fundamentar-se em teoria?
• É preciso fazer revisão de literatura do
Estado da Arte, Quadro teórico ou ... ?
• É preciso ser relevante?
• É preciso ser inédita?
• É preciso ter dados empíricos?
• É preciso ter achados técnicos ou
teóricos?
• É preciso teorizar?
• É preciso ser impessoal?

Sua pesquisa envolve o
desenvolvimento de algum ARTEFATO?
Construto Vocabulário conceitual de um domínio
Modelo Proposições que expressam relacionamentos entre os construtos
Framework Guia, conceitual ou real, que serve como suporte ou guia
Arquitetura Sistemas de estrutura de alto nível
Princípio de Projeto Princípios-chave e conceitos para guiar o projeto
Método Passos para executar tarefas – “como fazer”
Instanciação
Implementações em ambientes que operacionalizam construtos,
modelos, métodos e outros artefatos abstratos, nestes últimos, o
conhecimento permanece tácito
Teorias de Projeto
Conjunto prescritivo de instruções sobre como fazer algo para
alcançar determinado objetivo. Uma teoria geralmente inclui
outros artefatos abstratos tais como construtos, modelos,
frameworks, arquiteturas, princípios de design e métodos.
(Vaishnavi e Kuechler, 2015, p.20)

Eu desenvolvo artefatos em minhas pesquisas!
5
“Brincando de Geometria com Caco e Bia” (TCC, 1999)
“HiperDiálogo” (MSc, 2003)
Bate-papo para o “AulaNet” (DSc, 2006)

Eu desenvolvo artefatos em minhas
pesquisas! ...mas faço ciência?
Camisa Musical Inteligente Tapetes Musicais Inteligentes
(TCC em Música, 2012)
(Dissertação PPGI, 2015)

...desenvolver um artefato
não é fazer pesquisa científica!
“Em computação, os termos ciência e tecnologia
quase sempre andam tão juntos que
muitas pessoas têm dificuldade em distingui-los. (...)
Observa-se que, algumas vezes, dissertações e teses
em computação, bem como artigos científicos,
ainda são fortemente caracterizados como
apresentações meramente tecnológicas:
sistemas, protótipos, frameworks, arquiteturas, modelos, processos, todas
essas construções são técnicas,
e não necessariamente ciência.”
(Wazlawick, 2008).

desenvolver artefato NÃO É fazer pesquisa científica!

“Ciência da Computação” é Ciência?
há

O que é CIÊNCIA e como se faz?
• Qual o seu posicionamento sobre o que é “Ciência”?
E o que não é Ciência na sua concepção?
• Sua pesquisa é, de fato, científica? Por quê? O que garante?
• O que precisa ter para ser uma “pesquisa científica”?
• É preciso seguir um MÉTODO?
• É preciso desenvolver um ARTEFATO?
• É preciso resolver um problema?
• É preciso fundamentar-se em teoria?
• É preciso revisão de literatura: Estado da Arte, Quadro teórico, ...?
• É preciso ser relevante?
• É preciso ser inédita?
• É preciso ter dados empíricos?
• É preciso ter achados técnicos ou teóricos?
• É preciso teorizar?
• É preciso ser impessoal?

Métodos de Pesquisa Científica
Quais deles pressupõem o
desenvolvimento de um
artefato computacional?

TEORIA é a base e a finalidade de toda pesquisa científica
Em sua
pesquisa,
você faz
TEORIZAÇÃO?
(FILIPPO et al., 2011)
Qual a TEORIA
de base de sua
pesquisa?

RIGOR da pesquisa científica
(Confiança, Credibilidade, Correção, Honestidade)
• Rigor Metodológico (métodos científicos)
• Experimento, Estudo de Caso...
... mas esses métodos não consideram o desenvolvimento de um
artefato tecnológico (como geralmente nas pesquisas em SC)!!!
• Rigor Teórico (conhecimento sistematizado)
... desenvolvemos artefatos tecnológicos, mas nem sempre
teorizamos:
• Comunicação, Linguística, Psicologia, Cultura, Sociologia,
Administração, Economia...

Pesquisa Relevante (ÚTIL) e Rigorosa
• “No Brasil, a pesquisa acadêmica não se transforma em
produtos ou serviços úteis a sociedade” (Dresch et al., 2015, p.1)
• Suas pesquisas são rigorosas: método e teoria?

uma abordagem epistemológica para a
produção de conhecimento científico aliada ao
desenvolvimento de artefatos

As Ciências do Artificial
(1969)
Herbert Simon
Computação, Psicologia Cognitiva, Filosofia,
Sociologia, Economia, Administração Pública
1975 - Prêmio Turing da ACM
1978 - Prêmio Nobel de Economia

Entendendo o nosso mundo:
Artificial e Natural
“O mundo que
vivemos hoje é um
mundo muito mais
feito-pelo-homem,
artificial, do que um
mundo natural”
Deveria haver conhecimento de
“Ciência Artificial” sobre objetos e
fenômenos artificiais! (p.3)

CIÊNCIAs
• Ciência Formal (Lógica, Matemática) [instrumento, NÃO é ciência?]
• Ciência Empírica: explora, descreve, explica e prediz fenômenos a
partir de evidências empíricas
• Ciências Naturais (Física, Química e Biologia)
Ocupa-se dos seres, objetos ou fenômenos do mundo: suas características e
propriedades, como se comportam e interagem.
Descobrir como as coisas são e explicar o porquê.
Tem uma certa habilidade em predizer futuras observações.
Pesquisa objetiva (positivista), cientista afastado de seu objeto de estudo.
Ênfase em estudos quantitativos.
• Ciências Sociais (Sociologia, Política, Economia, Antropologia e História)
Descrever, entender e refletir sobre o ser humano e suas ações.
O conhecimento surge a partir do que as pessoas pensam a respeito de
determinado objeto.
Pesquisa com subjetividade (interpretativista), cientista tem proximidade com seu
objeto de estudo (pessoas).
Ênfase em estudos qualitativos.
➢Ciências do Artificial (Engenharia, Sistemas de Informação):
Prescrever soluções para problemas reais, projetar e construir sistemas que ainda
não existem para alcançar resultados melhores (MODIFICAR A REALIDADE!).
* Representa uma mudança de paradigma em relação às ciências tradicionais
POSITIVISTA
INTERPRETA-
TIVA
(em geral)
PRAGMÁTICA
(PROJETIVA)

Abordagens epistemológicas-metodológicas
Perspectiva de Pesquisa
Positivista Interpretativa Pragmática (Projetiva)
Ontologia
Uma única realidade.
Conhecível, probabilística
Múltiplas realidades,
socialmente construídas
Múltiplas alternativas de
estados do mundo,
contextualmente situadas,
possibilitadas socio-
tecnicamente.
Epistemologia
Objetiva, imparcial. Observador
separado da verdade (imparcial)
Subjetiva, i.e., valores e
conhecimento emergem da
interação pesquisador-
participante.
Conhecer pelo fazer:
construção objetivamente
restringida dentro de um
contexto. Circunscrição iterativa
revela significado.
Metodologia
Observação; quantitativo,
estatístico
Participação; qualitativa.
Hermenêutica, dialética.
Desenvolvimento. Avaliar o
impacto do artefato sobre o
sistema composto.
Axiologia: qual é
o valor (ética)
Verdade: universal e bonita;
predição
Compreensão: situada e
descrição.
Controle; criação; progresso
(melhoria, aperfeiçoamento);
compreensão.
(Vaishnavi e Kuechler, 2004)
MÉTODOS
Experimento
Survey
Modelagem
EtnografiaEstudo
de Caso
Pesquisa-ação
Métodos p/ DSR

Artefatos, Artifícios
Artefatos não são separados da natureza
Não têm dispensa para ignorar ou violar a lei natural.
Ao mesmo tempo, eles são adaptados para os objetivos e
propósitos humanos. Eles são o que são a fim de satisfazer
o nosso desejo de voar ou comer bem (p.3).
• Instanciações (Sistemas Computacionais)
• Frameworks
• Arquiteturas
• Princípios de Design
• Métodos
• Modelos
• Constructos

Pesquisa em Design + Pesquisa em Comportamento
(prática e teoria) .
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
o uso do artefato possibilita
corroborar ou colocar em dúvida
as conjecturas teóricas
as conjecturas teóricas direcionam
o projeto do artefato,
estabelecem requisitos
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS
pesquisa
aplicada

Implementação ← Teorização
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS
Sist. Inform.
Método
Modelo
Hipótese(s)
Constructo

Revisão da Teoria e das Patentes (teoria e técnica)
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS
Estado da Técnica
(Estado da Arte)
Prospecção
Revisão da Literatura
Quadro teórico
Sist. Inform.
Método
Modelo
Hipótese(s)
Constructo

Avaliações
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS
Problema resolvido satisfatoriamente?
Artefato
atende aos
requisitos?
Conjecturas
parecem
válidas?

Avaliações
Experimento
Estudo de Caso
Oficina
Bricolagem
(KINCHELOE, 2007)
Teste de Usabilidade
Teste de Aceitação
Problema resolvido satisfatoriamente?
Artefato
atende aos
requisitos?
Conjecturas
parecem
válidas?

Ciclo de Relevância (Utilidade do Artefato)
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS

Ciclo Empírico (do Conhecimento)
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS

Ciclo do Design (da Engenharia)
PESQUISA
EM CIÊNCIA DO
COMPORTAMENTO
PESQUISA EM
DESIGN
Problema/
Contexto
ARTEFATO
CONJECTURAS
TEÓRICAS

PROBLEMA
EM UM
CONTEXTO
TEORIA
Pesquisa Científica Aplicada

PROBLEMA
EM UM
CONTEXTO
TEORIAARTEFATO
Pesquisa Científica Aplicada
com desenvolvimento de artefatos

um artefato é desenvolvido
para resolver ou diminuir um
problema num dado contexto
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Pessoas / Tecnologias /
Processos / Organizações /
Práticas / Cultura
o uso do artefato
possibilita avaliar se o problema foi resolvido e se
as conjecturas parecem válidas
direcionam o projeto do artefato
CONJECTURAS TEÓRICAS
Conjecturas sobre o
comportamento humano-
organizacional-social a serem
consideradas ao projetar o
artefato
ARTEFATO
Implementação de um
artefato com base em
conjecturas teóricas
Design Science Research (DSR)
paradigma epistemológico
(PIMENTEL, 2019)

Estado da Técnica
Revisão da literatura técnica
relacionada ao artefato:
• Técnicas
• Artefatos relacionados
• Patentes ...
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Práticas / Cultura
Quadro Teórico
Revisão da literatura sobre teorias
de comportamento humano,
social ou organizacional :
• Teorias
• Modelos
• Construtos ...
Conjecturas sobre o
artefato
ARTEFATO
fundamenta fundamenta
Caracterização do Problema
Revisão da literatura sobre o
problema:
• Relevância
• Frequência
• Causas
• Consequências ...
fundamenta
o uso do artefato
(PIMENTEL, 2019)

Estado da Técnica
• Técnicas
• Patentes ...
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Práticas / Cultura
o uso do artefato
Quadro Teórico
• Teorias
• Modelos
• Construtos ...
Conjecturas sobre o
artefato
ARTEFATO
fundamenta
Avaliação 2
O problema foi
resolvido/diminuído
pelo uso do artefato?
Quais foram os
achados técnicos?
Avaliação 3
As conjecturas
parecem válidas?
Quais foram os
achados teóricos?
Avaliação 1
O artefato é válido?
(Incorpora as
conjecturas?
Funciona?)
fundamenta
problema:
• Relevância
• Frequência
• Causas
fundamenta
(PIMENTEL, 2019)

Estudo de Caso / Experimento / ...
Estado da Técnica
• Técnicas
• Patentes ...
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Práticas / Cultura
o uso do artefato
Quadro Teórico
• Teorias
• Modelos
• Construtos ...
Conjecturas sobre o
artefato
ARTEFATO
fundamenta
Avaliação 2
O problema foi
Quais foram os
achados técnicos?
Avaliação 3
As conjecturas
parecem válidas?
Quais foram os
achados teóricos?
Avaliação 1
(Incorpora as
conjecturas?
Funciona?)
fundamenta
problema:
• Relevância
• Frequência
• Causas
fundamenta
Teste de Sistema / Usabilidade /...
(PIMENTEL, 2019)

+
+
Estado da Técnica
• Técnicas
• Patentes ...
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Práticas / Cultura
o uso do artefato
Quadro Teórico
• Teorias
• Modelos
• Construtos ...
Conjecturas sobre o
artefato
ARTEFATO
fundamenta
Avaliação 2
O problema foi
Quais foram os
achados técnicos?
Avaliação 3
As conjecturas
parecem válidas?
Quais foram os
achados teóricos?
Avaliação 1
(Incorpora as
conjecturas?
Funciona?)
fundamenta
problema:
• Relevância
• Frequência
• Causas
fundamenta
Achados
Técnicos
Quais as contribuições
para as Teorias de
Design?
Achados
Teóricos
para as Teorias
Científicas?
(PIMENTEL, 2019)

+
+
Estado da Técnica
• Técnicas
• Patentes ...
PROBLEMA
EM UM CONTEXTO
Práticas / Cultura
o uso do artefato
Quadro Teórico
• Teorias
• Modelos
• Construtos ...
Conjecturas sobre o
artefato
ARTEFATO
Sem TEORIA NÃO É pesquisa científica
fundamenta
Avaliação 2
O problema foi
Quais foram os
achados técnicos?
Avaliação 3
As conjecturas
parecem válidas?
Quais foram os
achados teóricos?
Avaliação 1
(Incorpora as
conjecturas?
Funciona?)
fundamenta
problema:
• Relevância
• Frequência
• Causas
fundamenta
Achados
Técnicos
para as Teorias de
Design?
Achados
Teóricos
para as Teorias
Científicas?
(PIMENTEL, 2019)

Estado da Técnica
• Artigos científicos sobre artefatos de
computação ubíqua desenvolvidos
para o ensino de música
• Tecnologias para computação
ubíqua: Arduino, Makey-Makey,
hardware etc
um artefato é construído
para tentar resolver um problema
num dado contexto
CONTEXTO
Educação Musical no ensino
fundamental
PROBLEMA
Barreiras na produção sonora
(uso de instrumentos tradicionais)
e ensino por meio de exercícios
por vezes mecânicos e repetitivos
o uso do artefato
possibilita avaliar se o problema foi resolvido
e se as conjecturas parecem válidas
Quadro Teórico
• Letramento: Soares (2004)
• Discurso musical: Swanwick (2007), Sloboda (2012) e Serafine
(2010);
• Aprendizagem e diminuição de barreiras técnicas na produção
sonora: Orff (FRAZEE; KREUTER, 1987);
• Movimentos corporais e aprendizagem de música: Dalcroze
(1921) e Orff (FRAZEE; KREUTER, 1987);
• Zona de Desenvolvimento Proximal: Vygotsky (1989)
• Conflito sócio-cognitivo: Piaget (2013)
• Ensinar música é promover o letramento no discurso musical
• Diminuição de barreiras técnicas na produção sonora facilita o
letramento no discurso musical
• Movimentos corporais apoiam o letramento no discurso musical
• Colaboração apoia o letramento no discurso musical
ARTEFATO
Tapetes Musicais Inteligentes
+ Atividades Educacionais
com o uso dos tapetes
fundamenta
Avaliação 2
O artefato tem
potencial para ser
aceito por alunos,
professores e
escola?
Avaliação 3
Os alunos desenvolvem
letramento musical ao
usarem o artefato que
operacionaliza estas
conjecturas?
Que fenômenos
emergiram?
Avaliação 1
O artefato funciona?
O artefato operacionaliza
todas as conjecturas
teóricas?
fundamenta
Estudo de Caso
Oficinas pedagógicas em duas escolas públicas
Mapa DSR da pesquisa sobre os
Tapetes Musicais Inteligentes

DSRM – Design Science Research Methodology
(Peffer et al., 2007)

Sugestões p/ Quadro
Epistemológico-Metodológico

DSR vem mudando minha práxis de pesquisa
científica
http://metodologia.ceie-br.org/wp-
content/uploads/2018/10/cap1_5.pdf
https://www.br-
ie.org/pub/index.php/rbie/article/view/7177/5547
http://www.seer.unirio.br/index.php
/isys/article/view/6686/6255

DSR vem mudando minha práxis de pesquisa
científica
• CONJECTURAS TEÓRICAS com base em
quadro teórico (revisão de literatura NÃO
garante um QUADRO TEÓRICO)
• ARTEFATO deve resolver um problema
(avanço no design) e possibilitar investigar
as conjecturas teóricas (avanço no
conhecimento científico)
• ACHADOS técnicos e teóricos (teorização)
• METODOLOGIZAÇÃO (em vez de um
Método de Pesquisa Científica tradicional):
DEFENDER a posição epistemológica-
metodológica, os passos da pesquisa, os
instrumentos para a coleta/produção de
dados, e o estilo da escrita sobre a pesquisa

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