Learning hypothesis tests by students of polytechnic higher education

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (especialidade em Educação Matemática)Atualmente, nas áreas de Engenharia, é consensualmente reconhecida a necessidade de formação em inferência estatística, a qual contribui para o desenho, análise e interpretação de estudos que poderão surgir na futura atividade profissional e social destes alunos. Neste estudo pretende-se analisar o processo de aprendizagem de testes de hipóteses numa amostra de alunos do 1.º ano do curso da Licenciatura de Engenharia Informática, inscritos na unidade curricular de Matemática Computacional, em dois momentos: num primeiro momento, identificaram-se as suas dificuldades e erros em conteúdos de testes de hipóteses; e num momento posterior implementou-se uma experiência de ensino baseada na metodologia de trabalho de projeto, tendo em conta as dificuldades e erros identificados antes e com recurso a um software estatístico. Nesta situação, no estudo procurou-se obter respostas às seguintes questões de investigação: 1. Quais os erros e dificuldades mais frequentes dos alunos na aprendizagem de conteúdos de testes de hipóteses; 2. Que fatores podem estar na origem das dificuldades da compreensão de testes de hipóteses; 3. A utilização de um método de ensino, baseado numa metodologia de trabalho de projeto e com recurso ao uso da tecnologia, contribui para melhorar a aprendizagem destes conceitos. Em termos metodológicos, nesta investigação foram utilizados métodos qualitativos e quantitativos (método misto): no primeiro momento, correspondente ao estudo 1 e referente às duas primeiras questões de investigação, adotou-se uma perspetiva quantitativa; enquanto no segundo momento, correspondente ao estudo 2 e referente à terceira questão de investigação, se adotou uma perspetiva qualitativa. No primeiro estudo participaram 223 alunos e recorreu-se a um questionário como método de recolha de dados, e no segundo estudo participaram 31 alunos, que se organizaram em sete pequenos grupos, recorrendo-se a dados obtidos através de relatórios dos trabalhos de projeto e respetivas apresentações, a uma “ficha de avaliação das fases do projeto”, um questionário sobre as perceções dos alunos acerca da metodologia implementada e às classificações obtidas pelos alunos na UC, e mais especificamente nos conteúdos de testes de hipóteses. Em termos dos principais resultados, o estudo mostrou que os alunos, em geral, têm dificuldades na aprendizagem dos testes de hipóteses, principalmente em expressarem o seu raciocínio através da justificação escrita das respostas. Essas dificuldades não foram ultrapassadas por todos alunos que participaram na intervenção de ensino, pois alguns deles ainda continuaram a sentir dificuldades. Contudo, independentemente disso, os alunos valorizaram globalmente a estratégia de ensino adotada.Nowadays in the areas of Engineering the need for training in statistical inference, which contributes to the design, analysis and interpretation of studies that may arise in the future professional and social activity of these students, is recognized consensually. This study intends to analyze the learning process of hypothesis tests in a sample of students of the 1st year of the Degree Program in Computer Engineering, enrolled in the curricular unit (CU) of Computational Mathematics. First, the difficulties and errors in hypothesis test content were identified; and next a teaching experience based on the project work methodology was implemented using statistical software, taking into account the difficulties and errors identified before. The study aimed to obtain answers to the following research questions: 1. What are the most frequent errors and difficulties of students in learning hypothesis test? 2. What factors may be at the root of the difficulties of understanding hypothesis testing? 3. Does the use of a teaching method based on a methodology of project work, using technology, help to improve the learning of these concepts? In methodological terms, qualitative and quantitative methods were used in this research (mixed method): in the first moment, study 1, and referring to the first two research questions, a quantitative perspective was adopted; while in the second moment, study 2, and aiming to answer the third question of investigation, a qualitative perspective was adopted. In the first study, 223 students participated and a survey was used as a method of data collection. In the second study 31 students participated, organized in seven small groups, and data was obtained through reports of the project work, a survey on the perceptions of students about the methodology implemented, and the classifications obtained by the students in the CU, more specifically on the content of hypothesis tests. The study showed that students have difficulties in learning hypothesis tests, mainly in expressing their reasoning when writing the reasons for their answers. These difficulties were not overcome by all students who participated in the teaching experience, as some of them continued to have trouble. However, in spite of this, overall, the students valued the teaching strategy adopted