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La méthode expérimentale

La méthode expérimentale . Année universitaire 2011-2012 UE4 : Méthodologie Disciplinaire et PPE. 1 - Introduction à La psychologie Expérimentale 1.1. La nécessité de disposer d’une méthodologie 1.2. Critiques concernant l’utilisation de la méthode expérimentale en psychologie

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La méthode expérimentale

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  1. La méthode expérimentale Année universitaire 2011-2012 UE4 : Méthodologie Disciplinaire et PPE

  2. 1 - Introduction à La psychologie Expérimentale • 1.1. La nécessité de disposer d’une méthodologie • 1.2. Critiques concernant l’utilisation de la méthode expérimentale en psychologie • 1.2.1. Critiques morales • 1.2.2. Critiques épistémologiques • 1.3. Schéma général de la méthode expérimentale : le plan de recherche.

  3. 1. INTRODUCTION A LA PSYCHOLOGIE EXPERIMENTALE • 1.1. La nécessité de disposer d’une méthodologie • 1.2. Critiques concernant l’utilisation de la méthode expérimentale en psychologie • 1.2.1. Critiques morales • 1.2.2. Critiques épistémologiques • 1.3. Schéma général de la méthode expérimentale : le plan de recherche. • 2. LES HYPOTHESES • 2.1.Définition • Elle prédit une relation entre au moins deux variables Non encore observée 2 faits sont en relation : quand l’un est modifié, l’autre le sera aussi. Relation causale 2 minimum… Terme générique

  4. 2. Hypothèses • 2.1.Définition • 2.2. Caractéristiques d’une hypothèse • 2.2.1. Etre synthétique • Présentation sous forme booléenne • SI (la situation change) ALORS (le comportement change aussi) • SI (décomptage) ALORS (moins bon rappel) George Boole (1815-1864 ) est un logicien, mathématicien et philosophe britannique.  Algèbre de Boole : algèbre binaire n'acceptant que deux valeurs numériques : 0 et 1

  5. 2.2.2. Etre testable 1 élément = 400 ms 2 éléments = 450 ms 3 éléments = 500 ms Chaque élément en plus = 50 ms Le temps nécessaire pour retrouver une information en MCT = 50 ms • 2.2.3. Etre réfutable • Validation probabiliste : calcul statistique du risque d’erreur : α(alpha) • 2.2.4. Etre utile

  6. 2. LES HYPOTHESES • 2.1.Définition • 2.2. Caractéristiques d’une hypothèse • 2.3. L’origine des hypothèses • Induction • déduction • BROADBENT • Loi/théories/modèles Théorie 1 Expliquant un certain nombre de faits Partie inductive XXX Vérification expérimentale XXX Faits nouveaux inexpliqués par la théorie 1 Partie déductive XX XX Faits nouveaux expliqués par la théorie 1 Théorie 2 englobant la théorie 1 + une modification induite pour rendre compte des faits nouveaux Méthode hypothético-déductive

  7. 2. LES HYPOTHESES • 2.1.Définition • 2.2. Caractéristiques d’une hypothèse • 2.3. L’origine des hypothèses • 2.4. Hypothèses théoriques et opérationnelles • Hypothèse théorique • Hypothèse opérationnelle • Hypothèse statistique Le vieillissement occasionne une diminution des capacités intellectuelles Variable indépendante : jeunes/âgés => 20 ans ; 70 ans Variable dépendante : mémoire => rappel d’une liste de mots : nombre de mots rappelés Paradigme expérimental VD Dans une épreuve de rappel libre d’une liste de 40 mots, le nombre de mots rappelés par un groupe de participants âgés de 20 ans sera supérieur à celui d’un groupe âgés de 70 ans. VI Relation VI/VD

  8. Hypothèse statistique = équation mathématique L’hypothèse formule une relation hypothétique : on pense que quelque chose est vrai MAIS cette relation peut être : Soit vraie Soit fausse Hypothèse alternative : H1 Hypothèse nulle : H0 H0 : le nombre moyen de mots rappelés par le groupe de 20 ans = celui du groupe 70 ans H1 : le nombre moyen de mots rappelés par le groupe de 20 ans > celui du groupe 70 ans H1 : moyenne 20 ans – moyenne 70 ans > 0  comment vérifier cette équation ? H0 : moyenne 20 ans – moyenne 70 ans = 0  vérifiable ! Validation probabiliste (cf. point 2.2.3 du cours) : statistiques inférentielles

  9. Avant la réalisation de l’expérience, on doit se représenter une configuration possible des résultats attendus Si le vieillissement occasionne une diminution des capacités mnésiques alors les participants âgés rappelleront moins de mots, en moyenne, que les participants plus jeunes.

  10. 3. LES VARIABLES 3.1. Les différents types de variables Variable = une dimension extraite de l’environnement qui peut prendre plusieurs états ou valeurs différentes. Terme très général… 3.1.1. Variables Indépendantes Manipulées par l’expérimentateur afin d’étudier leur influence sur le comportement. 3 types : individuelles, environnemental, situationnelles 2 statuts : invoqué vs provoqué 2 niveau minimum : ce qui permet une comparaison du participant… Des contingences

  11. Chaque modalité de la variable permettra de créer une situation expérimentale Exemple : type d’apprentissage Première situation Massé => pas de pause Distribué => pauses entre les séances Deuxième situation Les différentes modalités d’une VI doivent être homogènes, sinon, il deviendra impossible de réaliser des comparaisons !

  12. illustration Effet des conditions de travail sur le comportement. On étudie 4 situations (conditions) de travail différentes : 1 groupe de mesures On propose la VI suivante : Condition de travail : (b+e+ , b-e+ , b+e- , b-e-) 1 variable 4 modalités

  13. GM4 GM1 Impossible de comparer GM1 et GM4 car 2 manipulations en même temps : sans bruit => avec bruit bon éclairage => mauvais éclairage Quelle dimension a le plus d’effet ? Impossible de répondre !

  14. Respecte la règle d’homogénéité des variables et permet de distinguer séparément l’effet du bruit et l’effet de l’éclairage et l’effet conjoint Eclairage E : (bon, mauvais) Bruit B : (avec, sans ) 2 variables

  15. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2 Les variables dépendantes du participant… des situations • La variable dépendante est la mesure de la réponse du sujet, de son comportement. • Si l’hypothèse expérimentale est correcte, alors les changements de modalité de la VI vont entraîner un changement sur la VD. • La VD doit être une mesure précise du comportement étudié dans l’expérience. • Certains comportements ne sont pas directement observables • Échelle utilisée doit être adaptée au comportement étudié

  16. On observe des biais associé à la finesse de l’échelle de mesure : échelles Si l’échelle n’est pas adaptée, on risque 2 types d’erreurs différentes mais qui rendent toutes conclusions impossibles :

  17. Biais associé au pouvoir discriminant de l’échelle de mesure Effet de plafond Effet de plancher

  18. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2 Les variables dépendantes Les modifications apportées à la VD lors de l’analyse des résultats. On distingue : - la VD brute : ce qui est directement recueilli dans l’expérience (la réponse du sujet) - la VD observée : ce qui est directement mesuré dans l’expérience - la VD transformée : modification des mesures pour l’analyse des résultats Ce qui est mesuré dans l’expérience = VD observée Les réponses = VD brute

  19. On dit que la VD est transformée lorsque la mesure est modifiée pour l’analyse des résultats. Illustration : 2 groupes d’enfants (8 ans, 16 ans) devant rappeler une liste de 10 mots Effet plafond L ’épreuve est trop facile pour les enfants de 16 ans.

  20. On dit que la VD est transformée lorsque la mesure est modifiée pour l’analyse des résultats. On propose une liste de 10 mots pour les enfants de 8 ans et de 20 mots pour les enfants de 16 ans 7 mots rappelés sur 10 12 mots rappelés mais sur une liste de 20 ! Transformation de la VD : pourcentage de mots rappelés. Nombre de mots rappelés = VD transformée % mots rappelés = X 100 Nombre de mots de la liste

  21. Cas de combinaison de VD Illustration : reconnaissance de mots Étape 1 : présentation d’une liste de mots Banane Table Cerise Fourchette … Étape 2 : Reconnaitre ces mots Banane : oui Singe : non Chaise : non Table : oui Fruits : non Cerise : oui … Ancien mot Nouveau mot Nouveau mot Ancien mot Nouveau mot Ancien mot AC et RC = bonnes réponses O et FA = erreurs Mais, suivant la situation, ces erreurs n’ont pas le même statut !

  22. AC = acceptation correcte FA = fausse alarme O = omission RC = rejet correct proviseur La prudence est ici représentée par 2 comportements totalement différents Théorie de la détection du signal (TDS) : permet de modéliser les processus de prise de décision.

  23. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites Variable non directement testée dans l'expérience et … …qui peut avoir une action sur le comportement observé: - soit de façon directe, - soit interaction avec les variables manipulées (les VI). ? Variable parasite Si les modalités de la VI changent ( si les situations expérimentales changent) ALORS Le comportement change aussi

  24. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites 3.2.Opérationnalisation des variables 1er niveau: Opérationnalisation de la situation expérimentale 2ème niveau: Opérationnalisation de la mesure 3ème niveau: Opérationnalisation de l’inférence théorique. Un exemple de deux opérationnalisations différentes d’un même facteur : l’anxiété. Certains chercheurs ont formulé l’hypothèse selon laquelle un sujet anxieux aura tendance à éviter la solitude. Opérationnalisation de l’anxiété et mesure de la tendance à éviter la solitude Situation plutôt humiliante Situation de soumission à une autorité Ici on cherche à éviter la solitude Ici on cherche la solitude

  25. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites 3.2.Opérationnalisation des variables 1er niveau: Opérationnalisation de la situation expérimentale 2ème niveau: Opérationnalisation de la mesure 3ème niveau: Opérationnalisation de l’inférence théorique. 3.3. La validité d’une recherche degré de confiance que l’on peut accorder aux conclusions d’une expérience. 3.3.1. Validité opérationnelle obtenir des définitions stables des différentes variables. 3.3.1.1. La validité des VI. 3.3.1.2. Stabilité inter‐expérimentateur. 3.3.1.3. Stabilité test‐retest. 3.3.1.4. Stabilité inter‐items

  26. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites 3.2.Opérationnalisation des variables 1er niveau: Opérationnalisation de la situation expérimentale 2ème niveau: Opérationnalisation de la mesure 3ème niveau: Opérationnalisation de l’inférence théorique. 3.3. La validité d’une recherche 3.3.1. Validité opérationnelle 3.3.1.1. La validité des VI. 3.3.1.2. Stabilité inter‐expérimentateur. 3.3.1.3. Stabilité test‐retest. 3.3.1.4. Stabilité inter‐items 3.3.2. Validité expérimentale Validité interne Validité externe

  27. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites 3.2.Opérationnalisation des variables 3.3. La validité d’une recherche 3.3.1. Validité opérationnelle 3.3.2. Validité expérimentale • 3.4. L’effet d’une VI sur la VD • 3.4.1. Cas général (mais rare en psycho) : 1 seule VI • L’effet d’une VI = transcription en termes mathématiques de l’influence qu’elle exerce sur la VD.

  28. Représentation : 150 Orientation des effets (positif, négatif) et lien avec les hypothèses H1 : moyenne 20 ans – moyenne 70 ans > 0 : effet orienté H1 : moyenne 20 ans – moyenne 70 ans ≠ 0 : effet non orienté

  29. Grandeur de l’effet, notabilité : Effet de 20 ms Effet de 10 ms

  30. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.1.1 Les variables indépendantes 3.1.2. VD 3.1.3. Les variables parasites 3.2.Opérationnalisation des variables 3.3. La validité d’une recherche 3.3.1. Validité opérationnelle 3.3.2. Validité expérimentale • 3.4. L’effet d’une VI sur la VD • 3.4.1. Cas général (mais rare en psycho) : 1 seule VI • 3.4.2. Cas de plusieurs VI • 3.4.2.1. Effet principal d’une VI • C’est la relation d’une VI avec la VD mais représentée indépendamment des autres VI. • 3.4.2.2. Effet simple d’une VI Il s’agit de la liaison entre une VI et une VD, mais pour une modalité particulière d’une autre VI.

  31. 2 VI : Milieu social (favorisé, défavorisé) Méthode d’apprentissage de la lecture (moderne, traditionnelle) On obtient donc un plan d’expérience avec 4 situations expérimentales et donc, avec 4 groupes de mesures : 1 VD : Mesure du QI Résultats de l’expérience Effet principal = effet d’une VI mesuré indépendamment des autres On a donc 2 effets principaux dans cette expérience : - effet principal de la VI : Milieu social - effet principal de la VI : Méthode d’apprentissage de la lecture

  32. Tableau d’origine : 104+102 2 = 103 effet principal de la variable Milieu social 120+108 2 = 114 103 114 11

  33. Tableau d’origine : 120+104 2 = 112 108+102 2 = 105 effet principal de la variable Méthode d’apprentissage 7 105 112

  34. Effet principal du Milieu Effet principal de la Méthode Effets conjoints des 2 VI : effets simples Effet simple du « milieu » Pour la méthode « traditionnelle » soit 6 points de QI Effet simple du « milieu » Pour la méthode « moderne » soit 16 points de QI

  35. L’écart entre les milieux favorisés et défavorisés augmente avec une méthode moderne. Si les effets simples d’une VI sont différents, alors y a une interaction entre les variables (effet simple du milieu) moderne≠ (effet simple du milieu) traditionnelle 16 ≠ 6 16 6 On observe que les pentes forment des droites qui ne sont pas parallèles ce qui est le Signe qu’il y a une interaction entre la VI Milieu social et la VI Méthode d’apprentissage

  36. Autre exemple à partir d’une modification des données d’origine : Effet = 6 Effet = 6 Les effets simples sont identiques : on parle d’effet additif ou d’additivité

  37. population parente • 4. LE CHOIX DES SUJETS • 4.1. Echantillonnage échantillon 1 échantillon 2

  38. Effet principal Effets des VI = effets systématiques Effets simples Influence des variables parasites = effets aléatoires Effet observé = effets systématiques + effets aléatoires

  39. 3. LES VARIABLES 3.1.Les différents types de variables 3.2.Opérationnalisation des variables 3.3. La validité d’une recherche • 3.4. L’effet d’une VI sur la VD • 4. LE CHOIX DES SUJETS • 4.1. Echantillonnage • 4.2. Contrôle des groupes indépendants • 4.2.1. Répartition aléatoire • 4.2.2. Utilisation d’un pré-test • 4.2.3. Groupes pairés Exemple: On a obtenu les résultats suivant à un pré-test: 4 * la note 10 Ce qui donne la répartition suivante 1 * la note 11 A B C 3 * la note 12 10 10 10 2 * la note 13 12 12 12 Sur les 10 sujets, 4 ont été éliminés. On obtient ainsi 3 groupes de mesure. Pour utiliser des groupes pairés, il faut donc un nombre de sujets important.

  40. 4. LE CHOIX DES SUJETS • 4.1. Echantillonnage • 4.2. Contrôle des groupes indépendants • 4.2.1. Répartition aléatoire • 4.2.2. Utilisation d’un pré-test • 4.2.3. Groupes pairés • 4.3. Contrôle des groupes de mesures appariés / à mesures répétées • 4.3.1. Contrebalancement complet 3 degrés => 3! Ordres possibles (factoriel 3) 3! = 1 x 2 x 3 = 6 4! = 1 x 2 x 3 x 4 = 24 5 ! = 120

  41. 4. LE CHOIX DES SUJETS • 4.1. Echantillonnage • 4.2. Contrôle des groupes indépendants • 4.2.1. Répartition aléatoire • 4.2.2. Utilisation d’un pré-test • 4.2.3. Groupes pairés • 4.3. Contrôle des groupes de mesures appariés • 4.3.1. Contrebalancement complet • 4.3.2. Contrebalancement partiel

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