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Big Data: Uma proposta didática para seu uso no ensino de Ciências

Neste trabalho, apresentamos uma proposta didática para a utilização de Big Data no Ensino de Ciências, através de ferramentas públicas e gratuitas.
by

Física Interessante

on 7 February 2014

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Transcript of Big Data: Uma proposta didática para seu uso no ensino de Ciências

Big Data
Uma proposta didática para o ensino de ciências através de ferramentas públicas e gratuitas
conteúdo de uma revista ilustrada
zettabytes (10^21) de dados de postagens e curtidas nas redes sociais, imagens e vídeos de celulares enviados para o YouTube, Facebook, Instagram, etc., filmes digitais de alta definição, movimentações bancárias, imagens de câmaras de segurança, colisões subatômicas registradas pelo LHC do CERN, chamadas telefônicas, mensagens SMS, etc.
Cada vez se escreve mais sobre Big Data
Big Data: Uma Revolução que vai transformar a maneira como vivemos, trabalhamos e pensamos
Até já se fala no 'Fim da Ciência'...
... e que Big Data é o 5o. paradigma!
As empresas estão comprando cegamente a ideia.
Mas afinal...
o que é
Big Data?
Volume
Velocidade
Variedade
Veracidade
Valor
Mitos sobre Big Data
Vai mudar nossas vidas para melhor!
É o fim das teorias!
Cem bilhões
de pesquisas mensais no Google. E ele armazena
todas as buscas já feitas
em gigantescos datacenters ao redor do mundo!
Aplicações práticas de Big Data
Facebook
e-mail
Google
Com isso, ele pode calcular, em tempo real, diário e semanal, o volume de buscas sobre qualquer termo !
Comparação entre
buscas de termos relativos a gripe
e
relatos oficiais
Fonte: (GINSBERG et al., 2009) (Nature)
Papers com o Google Trends
Saúde Pública, Medicina,
Economia,
Educação,
Política,
etc.
Vivemos num Universo digital
YouTube
Google Trends: Predição de surtos de gripe?
GoogleTrends
Previsão maior que o dobro do real!
Realimentação de notícias às buscas de sintomas? (BUTLER, 2013)
Google Trends erra!
Correlação não é causação!
Não sabemos o que causou o quê!
Para Kant, causalidade seria apenas uma “categoria do entendimento”, mas sem existência real (PESSOA JR., 2006).
Já para Tufte "correlação não é causalidade,
mas com certeza é uma pista
" (2006, p. 5).
90% da renda da Google vem de DoubleClick, Google Analytics, Google AdWords e Google AdSense
Google é uma empresa
Privacidade x Big Data?
Fim da privacidade?
"Os governos podem [...]
exigir às operadoras
tornarem seus dados públicos." (Big Data, Big Impact ..., WORLD ECONOMIC FORUM, 2012)

"Precisamos que Big Data seja tratado como um
bem público
."(A New Type of Philanthropy, KIRKPATRICK, 2013)
Conversas relacionadas com a alimentação no Twitter não só mostraram
correlações muito fortes com a inflação dos preços dos alimentos
, como puderam indicar
onde e como as pessoas já estavam mudando seu comportamento em função disso
. (Big Data, Big Impact ..., WORLD ECONOMIC FORUM, 2012)
Políticas públicas
Dados de torres de celulares
podem ser utilizados para para mostrar movimentação de pessoas de áreas atingidas pela cólera, levando as bactérias contagiosas com elas. (Big Data, Big Impact ..., WORLD ECONOMIC FORUM, 2012)
Políticas públicas
Cientistas de dados
Para resolver os desafios do Big Data, seus pesquisadores precisam de habilidades tanto em ciência quanto em computação, uma nova raça denominada ‘
cientistas de dados
’ (MATTMANN, 2013).
E educadores especializados para formá-los, os '
educational data scientists'
(BUCKINGHAM SHUM et al., 2013).
Big Data na escola
Discursos comerciais prevalecem
nos debates
sobre educação (EYNON, 2013): dados de alunos para administração escolar (retorno ao behaviorismo?)

Novos cursos interdisciplinares
serão
necessários (MATTMANN, 2013), integrando Ciências Naturais e Ciência da Computação na
prática da pesquisa crítica.
"O coração da ciência é a medição [...] Estamos vendo uma
revolução na medição
" (BRYNJOLFSSON apud LOHR, 2013).

"com esses grandes volumes de dados de que dispomos hoje, estamos (re)entrando na
era de ouro do empirismo
" (LIN, 2011)
Retorno ao empirismo?
Nossa proposta
Acreditamos que, tal como aconteceu com os PC’s, a Internet e a comunicação móvel, (SEARLS, 2013), Big Data só vai se impor quando se popularizar através de
ferramentas abertas e gratuitas
.
Exemplo de ferramenta aberta e gratuita
Google Correlate
Possível explicação causal
Máximos na atividade solar perturbam a radiocomunicação, prejudicando o alcance dos hotspots e, por isso, os usuários veriam-se obrigados a procurar (no Google) novos hotspots para se conectarem (dos SANTOS, 2013).
Objetivo da proposta
Propiciar ao estudante de Ciências, especialmente de Física, uma reflexão, embasada na prática, sobre a
construção do conhecimento físico
, tendo
o computador e as ferramentas do Big Data como mediadores
.
Física sem matemática?
No estado atual desta proposta, Big Data permitiria, também, ao aluno se
concentrar nas relações entre fenômenos
, sem ter de ser preocupar com as 'fórmulas', deixando a análise matemática para as ferramentas do Big Data.
Esta abordagem
lembra a Física Qualitativa
de Forbus (1983), uma área da Inteligência Artificial que procurava compreender os processos cognitivos do nosso raciocínio qualiltativo sobre o mundo físico.
Os 3 ... ou melhor, 4 ... quero dizer, 5 Vês
Google Correlate =
1 / Google Trends
O caso Target
cupons de desconto p/ clientes grávidas
Big Data: mulheres com 20 semanas de gravidez compravam mais loção sem perfume, suplementos de cálcio, magnésio e zinco e bolas de algodão
Pai irritado não sabia que a filha adolescente estava grávida!
Recomendações da Amazon
Big Data: padrões de compras passadas
Mas Big Data não é a mesma coisa que Data Mining?
Big Data ou Big Brother?
E não é só 'lá fora'!
Fortunati
E não é só 'lá fora'!
"
Sem detectar as manifestações
combinadas pelas redes sociais e que hoje terão como alvo o Palácio do Planalto, a Agência Brasileira de Inteligência (Abin) montou
às pressas
uma operação para monitorar a internet."
(Estadão, 19/6/2013)
Edward Snowden revelou "a existência de um programa secreto da NSA apelidado de Prism [... ,] descrito como
um meio de dar acesso direto à NSA e ao FBI a sistemas de servidores operados por empresas de tecnologia
que incluem Google, Apple, Facebook, Yahoo, Microsoft e Skype." (Estadão, 9/6/2013)
Data Mining x Big Data
Estruturados
Não estruturados
(Cochrane, 2013)
os atuais HD's chegam a 'apenas' 30 TB
Fonte: Open Letter To Kansas School Board <http://www.venganza.org/about/open-letter/>
Correlação não é causação!
O aumento global de temperatura correlaciona-se bem com o desaparecimento dos piratas.
De fato, a Somalia tem muitos piratas e pouca emissão de carbono!
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