## ── Attaching core tidyverse packages ──────────────────────── tidyverse 2.0.0 ──
## ✔ dplyr     1.1.4     ✔ readr     2.1.5
## ✔ forcats   1.0.0     ✔ stringr   1.5.1
## ✔ ggplot2   3.5.1     ✔ tibble    3.2.1
## ✔ lubridate 1.9.3     ✔ tidyr     1.3.1
## ✔ purrr     1.0.2     
## ── Conflicts ────────────────────────────────────────── tidyverse_conflicts() ──
## ✖ dplyr::filter() masks stats::filter()
## ✖ dplyr::lag()    masks stats::lag()
## ℹ Use the conflicted package (<http://conflicted.r-lib.org/>) to force all conflicts to become errors
## 
## Attaching package: 'modelr'
## 
## 
## The following object is masked from 'package:broom':
## 
##     bootstrap

Dados da CAPES sobre avaliação da pós-graduação

A CAPES é um órgão do MEC que tem a atribuição de acompanhar a pós-graduação na universidade brasileira. Uma das formas que ela encontrou de fazer isso e pela qual ela é bastante criticada é através de uma avaliação quantitativa a cada x anos (era 3, mudou para 4).

Usaremos dados da penúltima avaliação da CAPES:

cacc_tudo = read_projectdata()

glimpse(cacc_tudo)
## Rows: 73
## Columns: 31
## $ Instituição                  <chr> "UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS", "UNIV…
## $ Programa                     <chr> "INFORMÁTICA (12001015012P2)", "CIÊNCIA D…
## $ Nível                        <int> 5, 4, 3, 3, 3, 5, 4, 3, 3, 3, 5, 3, 3, 3,…
## $ Sigla                        <chr> "UFAM", "UFPA", "UFMA", "UEMA", "FUFPI", …
## $ `Tem doutorado`              <chr> "Sim", "Sim", "Não", "Não", "Não", "Sim",…
## $ `Docentes colaboradores`     <dbl> 0.25, 5.50, 3.00, 6.25, 1.75, 2.00, 1.00,…
## $ `Docentes permanentes`       <dbl> 24.75, 14.00, 10.00, 14.00, 9.50, 20.75, …
## $ `Docentes visitantes`        <dbl> 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.75, 0.50,…
## $ `Resumos em conf`            <int> 20, 23, 15, 5, 4, 10, 6, 136, 0, 24, 27, …
## $ `Resumos expandidos em conf` <int> 25, 24, 7, 10, 1, 68, 9, 13, 4, 6, 16, 5,…
## $ `Artigos em conf`            <int> 390, 284, 115, 73, 150, 269, 179, 0, 120,…
## $ Dissertacoes                 <int> 108, 77, 50, 25, 31, 75, 60, 129, 45, 3, …
## $ Teses                        <int> 14, 0, 0, 0, 0, 24, 5, 0, 0, 0, 29, 0, 0,…
## $ periodicos_A1                <int> 15, 19, 5, 1, 7, 21, 21, 0, 3, 8, 44, 0, …
## $ periodicos_A2                <int> 19, 21, 11, 1, 4, 32, 13, 0, 9, 2, 23, 2,…
## $ periodicos_B1                <int> 19, 38, 7, 3, 6, 26, 16, 2, 6, 4, 32, 4, …
## $ periodicos_B2                <int> 1, 12, 2, 6, 0, 0, 11, 0, 0, 2, 1, 0, 0, …
## $ periodicos_B3                <int> 3, 16, 2, 2, 3, 16, 15, 0, 4, 6, 9, 0, 2,…
## $ periodicos_B4                <int> 0, 4, 0, 3, 3, 0, 1, 3, 1, 6, 0, 0, 4, 5,…
## $ periodicos_B5                <int> 10, 16, 8, 4, 12, 4, 16, 2, 6, 2, 11, 0, …
## $ periodicos_C                 <int> 9, 34, 12, 5, 2, 3, 11, 9, 5, 10, 16, 1, …
## $ periodicos_NA                <int> 7, 15, 8, 11, 12, 6, 19, 31, 7, 14, 19, 0…
## $ per_comaluno_A1              <int> 4, 1, 0, 0, 1, 7, 5, 0, 1, 0, 10, 0, 0, 2…
## $ per_comaluno_A2              <int> 5, 5, 5, 0, 2, 15, 3, 0, 3, 0, 3, 0, 0, 1…
## $ per_comaluno_B1              <int> 4, 2, 5, 2, 2, 14, 6, 0, 2, 0, 17, 0, 1, …
## $ per_comaluno_B2              <int> 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,…
## $ per_comaluno_B3              <int> 2, 2, 0, 1, 0, 7, 9, 0, 2, 0, 4, 0, 0, 1,…
## $ per_comaluno_B4              <int> 0, 0, 0, 0, 2, 0, 1, 0, 1, 3, 0, 0, 2, 0,…
## $ per_comaluno_B5              <int> 5, 0, 4, 0, 8, 3, 6, 0, 4, 0, 4, 0, 2, 5,…
## $ per_comaluno_C               <int> 6, 5, 3, 1, 2, 3, 7, 1, 2, 4, 8, 0, 11, 3…
## $ per_comaluno_NA              <int> 6, 14, 2, 2, 9, 3, 6, 4, 5, 1, 10, 0, 17,…

Produção e produtividade de artigos

Uma das maneiras de avaliar a produção dos docentes que a CAPES utiliza é quantificando a produção de artigos pelos docentes. Os artigos são categorizados em extratos ordenados (A1 é o mais alto), e separados entre artigos em conferências e periódicos. Usaremos para esse lab a produção em periódicos avaliados com A1, A2 e B1.

cacc = cacc_tudo %>%
  transmute(
    docentes = `Docentes permanentes`,
    producao = (periodicos_A1 + periodicos_A2 + periodicos_B1),
    produtividade = producao / docentes,
    mestrados = Dissertacoes,
    doutorados = Teses,
    tem_doutorado = tolower(`Tem doutorado`) == "sim",
    mestrados_pprof = mestrados / docentes,
    doutorados_pprof = doutorados / docentes
  )

cacc_md = cacc %>% 
  filter(tem_doutorado)

EDA

skimr::skim(cacc)
Data summary
Name cacc
Number of rows 73
Number of columns 8
_______________________
Column type frequency:
logical 1
numeric 7
________________________
Group variables None

Variable type: logical

skim_variable n_missing complete_rate mean count
tem_doutorado 0 1 0.47 FAL: 39, TRU: 34

Variable type: numeric

skim_variable n_missing complete_rate mean sd p0 p25 p50 p75 p100 hist
docentes 0 1 20.63 12.27 8.25 11.25 16.75 25.75 67.25 ▇▃▁▁▁
producao 0 1 58.03 65.44 0.00 18.00 42.00 67.00 355.00 ▇▂▁▁▁
produtividade 0 1 2.36 1.37 0.00 1.40 2.27 3.20 5.66 ▆▇▇▅▂
mestrados 0 1 75.79 63.23 0.00 39.00 58.00 103.00 433.00 ▇▃▁▁▁
doutorados 0 1 14.96 30.98 0.00 0.00 0.00 14.00 152.00 ▇▁▁▁▁
mestrados_pprof 0 1 3.66 1.81 0.00 2.57 3.58 4.88 8.19 ▂▇▇▃▂
doutorados_pprof 0 1 0.43 0.73 0.00 0.00 0.00 0.57 2.69 ▇▁▁▁▁ 
cacc %>% 
  ggplot(aes(x = docentes)) + 
  geom_histogram(bins = 15, fill = paleta[1])

cacc %>% 
  ggplot(aes(x = producao)) + 
  geom_histogram(bins = 15, fill = paleta[2])

cacc %>% 
  ggplot(aes(x = produtividade)) + 
  geom_histogram(bins = 15, fill = paleta[3])

Se quisermos modelar o efeito do tamanho do programa em termos de docentes (permanentes) na quantidade de artigos publicados, podemos usar regressão.Importante: sempre queremos ver os dados antes de fazermos qualquer modelo ou sumário:

cacc %>% 
  ggplot(aes(x = docentes, y = producao)) + 
  geom_point()

Parece que existe uma relação. Vamos criar um modelo então:

modelo1 = lm(producao ~ docentes, data = cacc)

tidy(modelo1, conf.int = TRUE, conf.level = 0.95)
glance(modelo1)

Para visualizar o modelo:

cacc_augmented = cacc %>% 
  add_predictions(modelo1) 

cacc_augmented %>% 
  ggplot(aes(x = docentes)) + 
  geom_line(aes(y = pred), colour = "brown") + 
  geom_point(aes(y = producao)) + 
  labs(y = "Produção do programa")

Se considerarmos que temos apenas uma amostra de todos os programas de pós em CC no Brasil, o que podemos inferir a partir desse modelo sobre a relação entre número de docentes permanentes e produção de artigos em programas de pós?

Normalmente reportaríamos o resultado da seguinte maneira, substituindo VarIndepX e todos os x’s e y’s pelos nomes e valores de fato:

Regressão múltipla foi utilizada para analisar se VarIndep1 e VarIndep2 tem uma associação significativa com VarDep. Os resultados da regressão indicam que um modelo com os 2 preditores no formato VarDep = XXX.VarIndep1 + YYY.VarIndep2 explicam XX,XX% da variância da variável de resposta (R2 = XX,XX). VarIndep1, medida como/em [unidade ou o que é o 0 e o que é 1] tem uma relação significativa com o erro (b = [yy,yy; zz,zz], IC com 95%), assim como VarIndep2 medida como [unidade ou o que é o 0 e o que+ é 1] (b = [yy,yy; zz,zz], IC com 95%). O aumento de 1 unidade de VarIndep1 produz uma mudança de xxx em VarDep, enquanto um aumento…

Produza aqui a sua versão desse texto, portanto:

(obs: utlizando . como separador decimal por melhor compatibilidade com as expressões matemáticas)

Utilizamos regressão linear simples para analisar se a varíavel docentes (medida pela quantidade de docentes) tem associação com a produção (medida pela quantidade de artigos publicados em periódicos A1) nos Programas de Pós-Graduação relacionados à Computação. Os resultados da regressão indicam que o modelo com um preditor no formato \(\text{producao} = -41.27 + 4.81\times \text{docentes}\) explica 81,45% da variância da variável resposta \((R^2 = 0.81)\).

A varíavel docentes tem uma relação significativa com o erro (\(b = [4.27\ \ 5.36]\), IC 95%). O aumento de uma unidade de docentes produz uma mudança de 4.81 em produção.

Dito isso, o que significa a relação que você encontrou na prática para entendermos os programas de pós graduação no Brasil? E algum palpite de por que a relação que encontramos é forte?

A relação positiva indica que PPGs com mais docentes publicam um volume maior de artigos em períodicos A1, A2 e B1. A direção da associação era esperada, visto que a quantidade de docentes pode ser usada como uma aproximação do porte do programa. Havendo mais professores, tipicamente há também mais alunos, por exemplo. Isto é, há mais “mão-de-obra” disponível para a produção de trabalhos acadêmicos.

Mais fatores

modelo2 = lm(producao ~ docentes + mestrados_pprof + doutorados_pprof + tem_doutorado, 
             data = cacc_md)

tidy(modelo2, conf.int = TRUE, conf.level = 0.95)
glance(modelo2)

E se considerarmos também o número de alunos?

modelo2 = lm(producao ~ docentes + mestrados + doutorados, data = cacc)

tidy(modelo2, conf.int = TRUE, conf.level = 0.95)
glance(modelo2)

Visualizar o modelo com muitas variáveis independentes fica mais difícil

para_plotar_modelo = cacc %>% 
  data_grid(producao = seq_range(producao, 10), # Crie um vetor de 10 valores no range
            docentes = seq_range(docentes, 4),  
            # mestrados = seq_range(mestrados, 3),
            mestrados = median(mestrados),
            doutorados = seq_range(doutorados, 3)) %>% 
  add_predictions(modelo2)

glimpse(para_plotar_modelo)
## Rows: 120
## Columns: 5
## $ producao   <dbl> 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.000…
## $ docentes   <dbl> 8.25000, 8.25000, 8.25000, 27.91667, 27.91667, 27.91667, 47…
## $ mestrados  <int> 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58, 58,…
## $ doutorados <dbl> 0, 76, 152, 0, 76, 152, 0, 76, 152, 0, 76, 152, 0, 76, 152,…
## $ pred       <dbl> 3.199123, 79.257725, 155.316327, 72.026777, 148.085378, 224…
para_plotar_modelo %>% 
  ggplot(aes(x = docentes, y = pred)) + 
  geom_line(aes(group = doutorados, colour = doutorados)) + 
  geom_point(data = cacc, aes(y = producao, colour = doutorados))

tidy(modelo2, conf.int = TRUE, conf.level = 0.95) %>%
    filter(term != "(Intercept)") %>%
    ggplot(aes(y = reorder(term, estimate),
               x = estimate,
               xmin= conf.low,
               xmax= conf.high,
                   )) +
    geom_linerange() +
    geom_point() +
    labs(y="termo",
         x="coeficiente")

Considerando agora esses três fatores, o que podemos dizer sobre como cada um deles se relaciona com a produção de um programa de pós em CC? E sobre o modelo? Ele explica mais que o modelo 1?

EXPLICAÇÃO: Regressão múltipla foi utilizada para analisar se docentes (quantidade de docentes), mestrados (quantidade de dissertações), doutorados (quantidade de teses) tem uma associação significativa com produção (medida pela quantidade de artigos publicados em periódicos A1, A2 e B1) nos Programas de Pós-Graduação relacionados à Computação. Os resultados da regressão indicam que o modelo com um preditor no formato \(\text{producao} = -14.37 + 3.50\times \text{docentes} - 0.20\times \text{mestrados} + 1.00\times \text{doutorados}\) explica 87,06% da variância da variável resposta \((R^2 = 0.86)\). docentes tem uma relação significativa com o erro (\(b = [2.58\ \ 4.42]\), IC 95%), assim como mestrados (\(b = [-0.36\ \ -0.03]\), IC 95%), e doutorados (\(b = [0.64\ \ 1.37]\), IC 95%).

O aumento de uma unidade de docentes produz uma mudança de 3.50 em produção. Na mesma linha, o aumento em doutorados produz uma mudança de 1.00, enquanto mestrados tem um efeito ligeiramente negativo, de -0.19.

Agora produtividade

Diferente de medirmos produção (total produzido), é medirmos produtividade (produzido / utilizado). Abaixo focaremos nessa análise. Para isso crie um modelo que investiga como um conjunto de fatores que você julga que são relevantes se relacionam com a produtividade dos programas. Crie um modelo que avalie como pelo menos 3 fatores se relacionam com a produtividade de um programa. Pode reutilizar fatores que já definimos e analizamos para produção. Mas cuidado para não incluir fatores que sejam função linear de outros já incluídos (ex: incluir A, B e um tercero C=A+B)

Produza abaixo o modelo e um texto que comente (i) o modelo, tal como os que fizemos antes, e (ii) as implicações - o que aprendemos sobre como funcionam programas de pós no brasil?.

glimpse(cacc_tudo)
## Rows: 73
## Columns: 31
## $ Instituição                  <chr> "UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS", "UNIV…
## $ Programa                     <chr> "INFORMÁTICA (12001015012P2)", "CIÊNCIA D…
## $ Nível                        <int> 5, 4, 3, 3, 3, 5, 4, 3, 3, 3, 5, 3, 3, 3,…
## $ Sigla                        <chr> "UFAM", "UFPA", "UFMA", "UEMA", "FUFPI", …
## $ `Tem doutorado`              <chr> "Sim", "Sim", "Não", "Não", "Não", "Sim",…
## $ `Docentes colaboradores`     <dbl> 0.25, 5.50, 3.00, 6.25, 1.75, 2.00, 1.00,…
## $ `Docentes permanentes`       <dbl> 24.75, 14.00, 10.00, 14.00, 9.50, 20.75, …
## $ `Docentes visitantes`        <dbl> 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.75, 0.50,…
## $ `Resumos em conf`            <int> 20, 23, 15, 5, 4, 10, 6, 136, 0, 24, 27, …
## $ `Resumos expandidos em conf` <int> 25, 24, 7, 10, 1, 68, 9, 13, 4, 6, 16, 5,…
## $ `Artigos em conf`            <int> 390, 284, 115, 73, 150, 269, 179, 0, 120,…
## $ Dissertacoes                 <int> 108, 77, 50, 25, 31, 75, 60, 129, 45, 3, …
## $ Teses                        <int> 14, 0, 0, 0, 0, 24, 5, 0, 0, 0, 29, 0, 0,…
## $ periodicos_A1                <int> 15, 19, 5, 1, 7, 21, 21, 0, 3, 8, 44, 0, …
## $ periodicos_A2                <int> 19, 21, 11, 1, 4, 32, 13, 0, 9, 2, 23, 2,…
## $ periodicos_B1                <int> 19, 38, 7, 3, 6, 26, 16, 2, 6, 4, 32, 4, …
## $ periodicos_B2                <int> 1, 12, 2, 6, 0, 0, 11, 0, 0, 2, 1, 0, 0, …
## $ periodicos_B3                <int> 3, 16, 2, 2, 3, 16, 15, 0, 4, 6, 9, 0, 2,…
## $ periodicos_B4                <int> 0, 4, 0, 3, 3, 0, 1, 3, 1, 6, 0, 0, 4, 5,…
## $ periodicos_B5                <int> 10, 16, 8, 4, 12, 4, 16, 2, 6, 2, 11, 0, …
## $ periodicos_C                 <int> 9, 34, 12, 5, 2, 3, 11, 9, 5, 10, 16, 1, …
## $ periodicos_NA                <int> 7, 15, 8, 11, 12, 6, 19, 31, 7, 14, 19, 0…
## $ per_comaluno_A1              <int> 4, 1, 0, 0, 1, 7, 5, 0, 1, 0, 10, 0, 0, 2…
## $ per_comaluno_A2              <int> 5, 5, 5, 0, 2, 15, 3, 0, 3, 0, 3, 0, 0, 1…
## $ per_comaluno_B1              <int> 4, 2, 5, 2, 2, 14, 6, 0, 2, 0, 17, 0, 1, …
## $ per_comaluno_B2              <int> 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,…
## $ per_comaluno_B3              <int> 2, 2, 0, 1, 0, 7, 9, 0, 2, 0, 4, 0, 0, 1,…
## $ per_comaluno_B4              <int> 0, 0, 0, 0, 2, 0, 1, 0, 1, 3, 0, 0, 2, 0,…
## $ per_comaluno_B5              <int> 5, 0, 4, 0, 8, 3, 6, 0, 4, 0, 4, 0, 2, 5,…
## $ per_comaluno_C               <int> 6, 5, 3, 1, 2, 3, 7, 1, 2, 4, 8, 0, 11, 3…
## $ per_comaluno_NA              <int> 6, 14, 2, 2, 9, 3, 6, 4, 5, 1, 10, 0, 17,…
#seleção de colunas
cacc_selected <- cacc_tudo %>% 
    transmute(
        docentes = `Docentes permanentes`,
        producao = (periodicos_A1 + periodicos_A2 + periodicos_B1),
        produtividade = producao / docentes,
        mestrados = Dissertacoes,
        doutorados = Teses,
        prod_arts_conf = `Artigos em conf` / docentes,
        prod_resumos_conf = `Resumos em conf` / docentes,
        colabs = `Docentes colaboradores`,
        visits = `Docentes visitantes`,
  ) %>%
    select(produtividade, mestrados, doutorados,
           prod_arts_conf, prod_resumos_conf, colabs, visits)

cacc_selected
cacc_selected %>% 
    ggplot(aes(x=prod_arts_conf,
               y=produtividade)) +
    geom_point()

cacc_selected %>% 
    ggplot(aes(x=colabs,
               y=produtividade)) +
    geom_point()

cacc_selected %>% 
    ggplot(aes(x=prod_resumos_conf,
               y=produtividade)) +
    geom_point()

cacc_selected %>% 
    ggplot(aes(x=visits,
               y=produtividade)) +
    geom_point()

modelo3 = lm(produtividade ~ prod_arts_conf + prod_resumos_conf + colabs, data = cacc_selected)

tidy(modelo3, conf.int = TRUE, conf.level = 0.95)
glance(modelo3)

Regressão múltipla foi utilizada para analisar se prod_arts_conf (produtividade de artigos em conferências, medida pela razão de artigos publicados pelo nº de docentes), prod_resumos_conf (produtividade de resumos em conferências, medida pela razão de resumos publicados pelo nº de docentes), colabs (número de docentes colaboradores) tem uma associação significativa com produtividade (razão da publicação de artigos em periódicos A1, A2 e B1 pelo nº de docentes) nos Programas de Pós-Graduação relacionados à Computação. Os resultados da regressão indicam que o modelo com um preditor no formato \(\text{produtividade} = -0.29 + 0.17\times \text{prod_arts_conf} - 0.08\times \text{prod_resumos_conf} + 0.04\times \text{doutorados}\) explica 31,78% da variância da variável resposta \((R^2 = 0.32)\). prod_arts_conf tem uma relação significativa com o erro (\(b = [0.11\ \ 0.24]\), IC 95%). Por outro lado, não há associação significativa nos casos de prod_resumos_conf (\(b = [-0.27\ \ 0.10]\), IC 95%), e colabs (\(b = [-0.03\ \ 0.10]\), IC 95%).

O aumento de uma unidade de prod_arts_conf produz uma mudança de 0.17 em produtividade. Por outro lado, os ICs das demais variáveis preditoras compreendem o valor 0, sugerindo ausência de relação significativa.
O baixo valor de R² revela uma maior dificuldade de explicar a variância da variável resposta a partir dos preditores selecionados. Importante aperfeiçoar o modelo para obter coeficientes mais informativos.