research.jflneto.dev.br
Diagnóstico

Proposta de encaminhamento metodológico

Como unificar o texto da qualificação e os três blocos de experimentos numa narrativa só

08/07/2026Diagnósticoproposta para validaçãoorigem: 01_proposta_metodologica_para_orientadores.md
Números provisórios

Os achados da Seção 9 vêm da base atual e serão reprocessados sobre a base canônica só-pública antes de entrar no texto final.

1. Resumo executivo

Após a qualificação, três blocos de experimentos foram conduzidos fora do texto (Maceió/coorte, validação nacional de transições e baselines nacionais incluindo Ensino Médio). Esta proposta unifica o texto da qualificação e esses blocos em uma única narrativa: a pergunta continua sendo o efeito da estruturação temporal dos dados sobre o desempenho preditivo; os experimentos novos fornecem a explicação da heterogeneidade observada — o comportamento das etapas receptoras de transição (6º EF e 1º EM), onde a continuidade da coorte dentro da escola se rompe.

Em termos práticos, propõe-se: consolidar o pipeline experimental em código único e reprocessar os experimentos sobre uma base canônica restrita à rede pública, cobrindo o recorte regular da educação básica atendida pelo PNLD, do 1º ano do EF à 3ª série do EM, sob um protocolo estatístico e de métricas unificado. O Filtro de Kalman permanece como método comparativo, herdado do TCC. A defesa segue prevista para outubro/novembro de 2026.

A proposta não é substituir um algoritmo por outro, mas reorganizar o problema em torno da unidade temporal correta.

2. Diagnóstico da situação atual

O que a qualificação estabeleceu. Comparação nacional (Ensino Fundamental, 2007–2025, horizonte T−2) entre duas representações temporais — retroativa e escalonada — com cinco métodos. Resultado global favorável à escalonada; padrão não uniforme por etapa (a retroativa apresenta menor MAE no 6º/7º ano). A Seção 5.3 do texto já levantava, como hipótese, a migração de estudantes entre escolas como possível causa dessa inversão.

O que os experimentos posteriores acrescentaram. Confirmaram nacionalmente que o erro absoluto se concentra nas etapas receptoras de transição; caracterizaram o mecanismo (dispersão da coorte entre escolas nos pontos de mudança estrutural); e testaram, em Maceió, a incorporação de razões de progressão de coorte (ganho pequeno, porém consistente, nas séries internas).

Desalinhamentos a corrigir na versão final:

Ponto Situação Correção proposta
Filtro de rede A base da qualificação inclui escolas privadas (~19%); os blocos novos são só-públicas Reprocessar sobre base canônica só-pública (as predições por escola já existem; trata-se de reanálise)
Papel do Kalman Central no texto; não sustentado pelos próprios resultados Reposicionar como método comparativo, herança do TCC
Ensino Médio Fora do recorte da qualificação Incorporar ao desenho experimental (Seção 7)
Métricas e testes Quatro conjuntos diferentes entre os blocos Protocolo único (Seção 9)
Transições críticas Fenômeno com dados robustos, ausente do texto Integrar como eixo explicativo (Seção 4)

Esses pontos não indicam uma mudança de tema, mas sim a necessidade de consolidação, reprocessamento, padronização experimental e reescrita orientada pela nova hierarquia dos achados.

3. Proposta de contribuição da dissertação

Em uma frase: o desempenho da predição de matrículas por escola-etapa é governado menos pela escolha do algoritmo e mais pela interação entre a representação temporal da série e a posição da etapa no fluxo escolar — e esse achado se traduz em uma taxonomia operacional, um protocolo reprodutível e implicações diretas para o planejamento do PNLD.

Em camadas:

  1. Evidência controlada de que a representação temporal (retroativa vs. escalonada) altera o desempenho preditivo, em escala nacional, com efeito heterogêneo por etapa.
  2. Caracterização das transições críticas (5º→6º EF e 9º EF→1º EM): concentração de risco absoluto de erro, penalidade relativa mensurável e mecanismo identificado — a quebra da continuidade da coorte intra-escola, associada à oferta incompleta de etapas e à migração entre escolas.
  3. Taxonomia e protocolo: classificação das séries (representação × posição no fluxo) e protocolo experimental e estatístico unificado, reprodutível de ponta a ponta.
  4. Tradução para a decisão pública: leitura dos erros em termos de direção (subestimação/superestimação) e de risco de compra para o PNLD.

Essa formulação atende ao requisito de contribuição clara registrado pela banca e incorpora as recomendações sobre regras de domínio (progressão de coorte) e investigação do baseline de persistência.

4. Pergunta de pesquisa proposta

Pergunta principal

Como a estruturação temporal dos dados do Censo Escolar influencia o desempenho de modelos preditivos de matrícula por escola e etapa de ensino, e em que condições do fluxo escolar essa influência se manifesta?

Subperguntas:

  • SP1. A representação escalonada (progressão de etapas) supera a retroativa (mesma etapa ao longo dos anos)? Em quais etapas e sob quais métricas?
  • SP2. O erro de predição se distribui de forma homogênea ao longo do fluxo escolar, ou se concentra nas etapas receptoras de transição — e em que medida essa concentração é efeito do tamanho das unidades versus dificuldade preditiva propriamente dita?
  • SP3. Por que métodos de persistência (repetir o último valor) são difíceis de superar neste problema, e o que as propriedades das séries revelam sobre isso?
  • SP4. A incorporação de regras de domínio — razões de progressão de coorte entre etapas — melhora a predição nas séries em que a continuidade da coorte se mantém?

5. Taxonomia proposta das séries

Dois eixos independentes que, cruzados, organizam todo o desenho experimental:

Eixo 1 — Representação temporal (como a série é construída):

Representação Definição Premissa implícita
Retroativa Mesma etapa da mesma escola ao longo dos anos A etapa é estável na escola
Escalonada Etapas consecutivas da mesma escola, seguindo a progressão esperada da coorte A coorte permanece na mesma escola
Progressão/coorte Escalonada ajustada por razões de progressão entre etapas, estimadas nos dados de treino A transição tem padrão médio aprendível

Eixo 2 — Posição no fluxo escolar (onde a etapa-alvo está):

Posição Definição Exemplos
Interna Etapa-alvo cuja etapa de origem é ofertada majoritariamente na mesma escola 3º EF, 8º EF, 3º EM
Fronteira (receptora de transição) Etapa-alvo que recebe alunos vindos de outras escolas/redes na mudança de segmento 6º EF, 1º EM

Relação entre os eixos: a escalonada pressupõe exatamente aquilo que as posições de fronteira violam — a continuidade da coorte dentro da escola. Por isso espera-se (e os dados preliminares indicam) que a vantagem da escalonada se concentre nas séries internas e se perca nas fronteiras, onde nenhuma representação intra-escola tem acesso à informação necessária (o afluxo externo). A taxonomia transforma a heterogeneidade dos resultados em estrutura explicativa, em vez de ruído.

6. Escopo educacional

  • Etapas-alvo: 1º ano do EF à 3ª série do EM (códigos INEP 14–21, 41, 25–27), fluxo regular. A pré-escola entra apenas como etapa de origem.
  • Rede: escolas públicas (federal, estadual, municipal) — recorte alinhado ao público do PNLD.
  • Cobertura: nacional, Censo Escolar 2007–2025.
  • Horizonte: T−2, compatível com a defasagem real de planejamento do PNLD.

O Ensino Médio integra o escopo pretendido, com uma ressalva técnica: caso a representação escalonada para o 1º EM exija reconstrução específica ou tenha cobertura limitada, isso será reportado como parte da análise da própria fronteira 9º EF→1º EM. Registra-se desde já uma possibilidade metodologicamente interessante: se a representação escalonada se mostrar inviável ou pouco informativa para o 1º EM (onde a descontinuidade entre escolas é máxima), isso será tratado como achado e limitação documentada — coerente com o mecanismo proposto — e não como exclusão prévia do segmento.

7. Protocolo experimental proposto

  • Base canônica única (só-públicas, 2007–2025), da qual derivam todas as representações de série — eliminando as diferenças de filtro entre os blocos atuais.
  • Backtesting com origem móvel: múltiplos anos-alvo (2021–2025), sempre com treino restrito aos anos anteriores a T−2, sem qualquer uso de informação futura.
  • Fatores experimentais: representação da série; método preditivo; etapa-alvo; posição no fluxo (interna/fronteira). Variável resposta: erro de predição por escola-etapa-ano.
  • Elegibilidade e fallback: critérios mínimos de histórico documentados; quando a representação principal não for aplicável a uma série, aplica-se uma regra de fallback explícita e registrada, de modo que o protocolo produza predição para o máximo de séries possível e a cobertura de cada representação seja reportada.
  • Sensibilidade: cenário complementar com critérios de histórico relaxados (séries com descontinuidades), respondendo diretamente ao apontamento da banca sobre o viés de séries bem comportadas.
  • Formalização experimental (questão, hipóteses, fatores, variáveis resposta, unidade experimental, ameaças à validade) e reprodutibilidade (algoritmos, divisão treino/teste, link público de dados) conforme solicitado pela banca.

8. Métricas e testes estatísticos

Instrumento Papel Justificativa
MAE Métrica principal operacional Interpretável em nº de alunos; conecta-se ao impacto no PNLD
WAPE Métrica obrigatória de comparação proporcional O MAE cresce com o tamanho da unidade; o WAPE permite comparar etapas de portes diferentes (essencial entre EF e EM)
Decomposição MAE × WAPE Leitura conjunta obrigatória Separa concentração de risco absoluto (relevante para compra) de dificuldade preditiva relativa (relevante para a tese)
Direção do erro (sub/superestimação) Análise complementar de domínio Subestimar (falta de livro) e superestimar (sobra) têm custos assimétricos no PNLD
Análise descritiva prévia Obrigatória antes dos testes Caracterização da base e da estabilidade das séries (inclui a investigação do baseline de persistência)
Wilcoxon pareado + tamanho de efeito (rank-biserial) + correção de Holm Comparações método×método e representação×representação sobre as mesmas unidades Pareamento correto, efeito além do p-valor, controle de múltiplas comparações
Mann-Whitney + rank-biserial Comparações entre grupos independentes (internas vs. fronteiras) Não pressupõe normalidade; consistente com análises já realizadas

MAPE é preterido nas agregações (instável com valores pequenos); R² sai das comparações principais. Métricas adicionais só entram se responderem a uma subpergunta específica, evitando dispersão.

9. Principais achados já observados

Ressalva

Valores obtidos na base atual; serão reprocessados sobre a base canônica só-pública antes de citação no texto final. A direção dos achados tende a se manter; os números exatos podem mudar.

  1. A representação importa. Globalmente, a escalonada supera a retroativa em todos os métodos (melhor MAE global: 7,57, método do último ano na escalonada, vs. 10,09 na retroativa); comparação pareada por unidade favorece a escalonada nos cinco métodos.
  2. O efeito é heterogêneo e estruturado. A retroativa apresenta menor MAE justamente no 6º/7º ano — as etapas receptoras de transição — enquanto a escalonada domina nas etapas internas.
  3. As transições concentram o erro absoluto. Em escala nacional, o MAE por série aproximadamente dobra do 5º para o 6º EF e quase triplica do 9º EF para o 1º EM, nos quatro baselines. A decomposição mostra que parte desse salto reflete o maior porte das unidades receptoras; a penalidade proporcional (WAPE) existe, mas é moderada. A formulação adequada é: concentração de risco absoluto + penalidade relativa + mecanismo de quebra de coorte — não "o erro explode".
  4. O mecanismo é observável. Razões de progressão médias distantes de 1 nas transições (ex.: afluxo expressivo no 6º EF), subestimação sistemática da escalonada nas etapas receptoras e menor associação estatística entre origem e destino nos pontos de transição — indícios convergentes de migração entre escolas, não de séries mais ruidosas.
  5. Persistência é um baseline forte. Métodos simples de persistência são difíceis de superar; qual método simples lidera varia com a representação e o protocolo — o que reforça a necessidade do protocolo único e da investigação descritiva (SP3).
  6. Regras de domínio ajudam onde a premissa vale. Em Maceió, o ajuste por progressão de coorte reduziu o MAE (~5%) nas séries internas — indício favorável à SP4, a validar em escala maior.
  7. Resultado negativo documentado: a alocação espacial de matrículas nas fronteiras não se sustentou na formulação testada; permanece registrada como limitação e linha futura (com possível reformulação por rede de ensino).

10. Encaminhamento proposto

Proposta de encaminhamento, sujeita à validação da orientação:

  1. Consolidar o pipeline experimental em código único e auditável (os blocos atuais estão dispersos em formatos heterogêneos), com registro de execuções e dados versionados.
  2. Reprocessar os experimentos sobre a base canônica só-pública, 1º EF–3º EM, sob o protocolo das Seções 7–8.
  3. Consolidar as análises (comparação de representações; análise por etapa e por posição no fluxo; investigação do baseline de persistência; direção do erro).
  4. Congelar experimentos ao final de agosto (tolerância até meados de setembro) e concentrar setembro/outubro na redação da versão final, incorporando as correções textuais da banca.

Itens tratados como experimentos a consolidar, não como promessas de resultado: extensão do ajuste de coorte para além de Maceió (amostral); ensemble simples como método adicional; análise de sensibilidade com séries descontínuas.

11. Pontos para validação com a orientação

Sete pontos para decidir com a orientação
  1. O enquadramento das transições como concentração de erro + mecanismo (e não como "hipótese confirmada") está adequado para a defesa?
  2. O Ensino Médio deve entrar no experimento comparativo completo, ou o nível diagnóstico é suficiente caso a reconstrução da escalonada para o EM se mostre custosa?
  3. O ajuste de progressão de coorte deve ser validado em amostra nacional ou mantido como estudo de caso (Maceió)?
  4. A exclusão de variáveis exógenas nesta versão, com justificativa formal no texto, é aceitável para a banca?
  5. O ensemble simples deve entrar na comparação principal ou ser tratado em trabalhos futuros?
  6. As datas propostas de congelamento de experimentos e entrega de versão completa estão compatíveis com a agenda da orientação?
  7. A taxonomia proposta — séries retroativas, escalonadas, internas, de fronteira e de progressão/coorte — é adequada como eixo organizador da contribuição?

12. Cronograma macro

Mês Foco principal
Julho Consolidação do pipeline e da base canônica só-pública; reprocessamento dos experimentos principais; validação deste encaminhamento com a orientação
Agosto Experimentos consolidados (1º EF–3º EM); análises estatísticas unificadas; congelamento de experimentos ao final do mês
Setembro Redação: método, configuração experimental e resultados; correções textuais da qualificação
Outubro Versão completa para a orientação; revisões; preparação da defesa
Outubro/Novembro Defesa

13. Fechamento

O objetivo desta proposta não é ampliar a dissertação, e sim fechá-la: uma pergunta já validada pela banca, uma explicação sustentada por dados nacionais, um protocolo único e reprodutível, e um escopo que cobre o recorte regular da educação básica atendida pelo PNLD, do 1º ano do EF à 3ª série do EM. O critério de sucesso é uma dissertação coerente, reprodutível e defensável no prazo — com as escolhas metodológicas justificadas e as limitações declaradas com honestidade.