The teaching of statistics and the search for the equilibrium between deterministic and random aspects of reality

Em nossa prática docente no ensino da Estatística para os cursos de engenharia temos constatado a dificuldade dos alunos no entendimento dos conceitos envolvidos nos métodos estatísticos, tendo como conseqüência a falta de motivação para a sua aprendizagem e, em geral, um elevado índice de reprovação. Passamos, então, a refletir sobre as causas dessa dificuldade e os meios de eliminá-las. Verificamos que o caráter problemático do ensino da Estatística decorre de uma equivocada visão da realidade, conseqüência da pouca familiaridade dos alunos com os fenômenos aleatórios que, embora estejam presentes em seu cotidiano, devido ao caráter excessivamente determinista dos currículos escolares, em geral, não são estudados no ensino fundamental e médio. Os objetivos do presente trabalho consistem em: (1) explicitar uma concepção da realidade em que o equilíbrio determinístico/aleatório seja restaurado; (2) repensar o ensino da Probabilidade e da Estatística nos diversos níveis tendo em vista tal equilíbrio e, a partir dele; (3) propor uma nova organização da disciplina Estatística nos cursos de graduação em Engenharia. Fomos buscar no pensamento filosófico e na evolução das idéias da ciência física a concepção predominante sobre os aspectos determinísticos e aleatórios dos fenômenos naturais, e constatamos que esses aspectos convivem e interagem continuamente e que a aleatoriedade é uma característica intrínseca da natureza. Apresentamos algumas reflexões sobre o conceito de Probabilidade e o conhecimento estatístico, destacando sua importância para se alcançar uma adequada compreensão da realidade e do mundo que nos cerca. Uma formação deficiente no conhecimento probabilístico e estatístico pode conduzir o aluno a uma visão distorcida da realidade. Entendendo que o livro didático utilizado pelo professor é um indicador importante de sua concepção sobre a Estatística e, conseqüentemente, de sua forma de ação docente, fizemos um estudo dos principais livros didáticos utilizados pelos professores de Estatística nos cursos de Engenharia. Constatamos que, salvo algumas poucas exceções, esses livros são baseados em uma concepção predominantemente determinística da realidade. Nessa concepção, priorizam-se o aspecto matemático e a aplicação das técnicas, em relação à construção dos significados dos conceitos necessários ao entendimento da realidade. A verificação desse desequilíbrio entre os aspectos determinísticos e aleatórios no ensino da Estatística nos cursos de Engenharia nos conduziu à proposta de uma nova prática docente, com a qual imaginamos que o desejado equilíbrio seja restaurado. Em sintonia com o fato de que a aleatoriedade é uma característica importante da realidade, propõe-se uma organização do processo de ensino aprendizagem partindo-se de exemplos contextualizados nas áreas de interesse dos alunos, valorizando-se o trabalho em grupos com a utilização de programas estatísticos para computador e permitindo-se a participação ativa do aluno na construção do conhecimento. Para viabilizar a implantação dessa nova prática são necessárias algumas ações relacionadas com a inclusão do estudo dos fenômenos aleatórios na educação básica e com a formação de professores. Acreditamos que com a nova prática docente proposta se conseguirá uma maior compreensão da realidade, promovendo-se o equilíbrio entre as técnicas e os significados dos conceitos, restaurando-se o equilíbrio entre os aspectos determinísticos e aleatórios da realidade, e aumentando no aluno a motivação pela aprendizagem da Estatística.In our daily teaching experience in Statistics in Engineering curricula we notice the student\'s difficulties to understand the concepts related to the statistics methods that give rise to lack of motivation in learning, and consequently to high rates of failure. We reflected on the causes of these difficulties and on means to surpass them. We observed that the problematic aspect of teaching Statistics is due to a wrong vision of reality, as a consequence of the low familiarity of the students with random phenomena, although their presence in the every day lives of the students, are not studied in colleges and schools because of the excessive deterministic character of the various curricula. The objectives of this work are: (1) to give an explicit conception of reality in which the deterministic/random equilibrium is restored; (2) to reconsider the teaching of Probability and Statistics in all levels keeping in mind that equilibrium, and, after that; (3) suggest a new organization of the discipline Statistics in undergraduate Engineering curriculum. We looked into the philosophical thinking and into the evolution of ideas in the physical sciences about the dominant conception of deterministic and random aspects of the natural phenomena; we then became aware that these aspects interact and continually live side by side and that the randomness is a intrinsic characteristic of nature. We present some reflections about the concept of Probability and the Statistics knowledge, highlighting its importance to achieve an adequate comprehension of reality and the world which surrounds us. A deficient training in probabilistic and statistic knowledge can guide the student to a distorted comprehension of reality. As we think that the textbook adopted in a course indicates how the instructor has his/her own conception about Statistics, and consequently how he/she teaches the subject, we established that, with few exceptions, the textbooks are based on a deterministic conception of reality; they pay more attention to the mathematics and application of techniques than to the building of the necessary concepts to understand it. The observation of this unbalance between deterministic and random aspects in the teaching of the subject in engineering made us propose a new teaching practice to recover it. Being aware that randomness is an important characteristic of reality, we propose an organization in the teaching-learning process starting from examples taken from the student\'s areas of interest, placing a high value on jobs taken in groups with the help of statistics computer software which enables an active participation of the student in the building of knowledge. For doing so it is necessary to take some actions related to the inclusion of the study of random phenomena in basic education and in the training of instructors. We believe that, with this new approach, a better understanding of reality will be achieved, with the equilibrium between techniques and the comprehension of concepts, as well as the equilibrium between deterministic and random aspects of reality, increasing the student motivation to learn Statistics