CM Formation Recherche Master 1 Epistémologie et dispositifs quantitatifs : L’attitude expérimentale

1. CM Formation Recherche Master 1Epistémologie et dispositifs quantitatifs : L’attitude expérimentale Frederic.martinez@univ-lyon2.fr

2. Pré requis d’utilisation de l’attitude expérimentale Mener une recherche avec pour objectif d’apporter une réponse basée sur des faits (= approche empirique) L’empirisme est une épistémologie qui privilégie l’expérience ou l’observation comme méthode de validation (des théories, des hypothèses, …). En cela, elle est à distinguer du rationalisme qui, lui, insiste sur la préséance d’arguments logiques faisant appel à la raison Soucis de preuve, attitude scientifique, qu’est ce que la science

3. Points de vue sur la science C’est dans le rapport observation / théorie que se construit le savoir. Selon C. Bernard : « la simple constatation des faits ne pourra jamais parvenir à constituer une science. On aura beau multiplier les faits ou les observations que cela n’apprendrait pas davantage. Pour s’instruire, il faut nécessairement raisonner sur ce que l’on a observé, comparer les faits et les juger par d’autres faits qui servent de contrôle (in Michiels-Philippe, 1984, p. 106)

4. Conception classique de la science : Primat de l’observation • Empirisme logique (Vienne, 1920 ; USA, 1930 ) = origine de toute connaissance les données sensorielles puis des lois induites par de multiples observations puis des théories puis des hypothèses puis test puis de nouvelles théories puis d’autres hypothèses • Raisonnement inductif • Critique = Pas d’observation pure, problème de l’insertion dans un communauté scientifique

5. 2. Popper et la conception critique de la science : Réfutabilité de l’hypothèse Problème de la preuve = Une observation ne confirme jamais une théorie, elle ne peut que l’infirmer, la réfuter, montrer qu’elle est fausse Ainsi, selon Popper « est scientifique toute affirmation réfutable, c’est-à-dire telle qu’on soit capable d’imaginer un état du monde qui amènerait à conclure qu’elle est fausse » (Ghiglione & Richard, 1992, p. 641) Les critiques portent sur le caractère trop strict de la notion de réfutabilité « … le critère de réfutabilité, s’il paraît trop strict pour définir la science ou la distinguer nettement de ce qui ne l’est pas, constitue, si on ne l’applique pas de façon rigide, un excellent élément d’hygiène intellectuelle (Ghiglione & Richard, 1992, p. 648)

6. 3. Kuhn et la stabilité des visions du monde (plus fondée sur «ce qui se fait » que sur « ce qui doit se faire ») Activité du scientifique ne vise pas à mettre à l’épreuve des hypothèses mais à résoudre des problèmes visant à les enrichir. Un scientifique travaille à l’intérieur d’un paradigme, à savoir un ensemble de théories, de méthodes, de résultats acquis, de présupposés…, partagés par une communauté de scientifiques qui travaille sur un domaine spécifique. Le bon scientifique serait celui, qui tant dans l’observation que dans l’expérimentation, est ouvert aux imprévus, prêt à orienter sa recherche dans une direction nouvelle, parfois très différente de celle qu’il a d’abord entreprise « La science est création, et en cela participe des mêmes sources que l’art, et comme lui fait surgir la nouveauté à travers la maîtrise rigoureuse d’un matériau et de l’outil »

7. CLAUDE BERNARD : OBSERVATION ET EXPÉRIENCE Claude Bernard définit la démarche scientifique en trois étapes : Observation —> Hypothèse —> Expérience L'observation vise à décrire la réalité telle qu'elle est, à inventorier, classer les faits remarquables, à les connaître avec précision. Elle joue un rôle capital dans les sciences jeunes et les problèmes nouveaux. En psychologie, la plupart des recherches ne sont encore qu'à la phase de l'observation systématique. L'hypothèse vise à imaginer des relations possibles entre faits, l'expérience à vérifier l'hypothèse.

8. L’observation • Occasionnelle et systématique • Naturaliste et clinique • L’observation obéît aux principes de la perception. L’observateur sélectionne et interprète les données • 2. L’hypothèse • Une hypothèse n’est pas une suggestion aléatoire concernant la survenue d’un événement mais une affirmation claire sur ce que l’on s’attend à obtenir, observer, mesurer, constater. • Hypothétique que parce que nous ne savons pas, à l’avance, si elle sera vérifiée ou pas mais cela reste une affirmation par anticipation • - Induite et déduite

9. 3. L’expérience Expérimenter c'est "intervenir activement pour réaliser les conditions nécessaires à la vérification des hypothèses relatives aux causes ou aux propriétés des phénomènes étudiés" (Ghiglione & Richard p.273). Pour C. Bernard (1865, cité par Reuchlin, 1992, p. 21), "La seule preuve qu'un phénomène joue le rôle de cause par rapport à un autre, c'est qu'en supprimant le premier, on fait cesser le second" . Ainsi, l'expérience vise à vérifier l'existence d'une relation entre deux classes de faits. Le principe est toujours le même, faire varier un fait pour observer ses conséquences sur l'autre.

10. Remarques sur ce modèle observation –hypothèse– expérience: • l’observation systématique est également un moyen de tester des hypothèses • Ex : l’astronomie et la méthode d’exploration critique de Piaget • "L'expérience n'est au fond qu'une observation provoquée" (Claude Bernard) • Pour C. Bernard (Michiels-Philippe, 1984) "un savant complet est celui qui embrasse à la fois la théorie et la pratique expérimentale. 1° Il constate un fait ; 2° à propos de ce fait, une idée naît dans son esprit ; 3° en vue de cette idée, il raisonne, institue une expérience, en imagine et en réalise les conditions matérielles 4°. De cette expérience résultent de nouveaux phénomènes qu'il faut observer, et ainsi de suite. • L'esprit du savant se trouve en quelque sorte toujours placé entre deux observations : l'une qui sert de point de départ au raisonnement, et l'autre qui lui sert de conclusion.

11. 2. Il existe d’autres types de recherche qui ne mettent pas en évidence une relation causale mais toutes aussi importantes Il s’agit de la méthode corrélationnelle qui ne permet pas d’établir une relation de cause à effet mais d’établir un lien entre deux variables Par exemple, « constater que des enfants nourris plus longtemps au sein ont un QI plus élevé à l’âge adulte ne signifie pas nécessairement que le lait maternel explique cet effet. Il est possible que les femmes qui nourrissent plus longtemps leur enfant ont des particularités qui affecteront leur comportement avec leur enfant et que ces particularités affecteront le QI de ce dernier jusqu’à un âge avancé » (Gueguen, 2007, p. 61) Ouvre donc des pistes de recherches ou de réflexion sur le poids de tel ou tel facteur sans rien démontrer

12. Les étapes d’une recherche • Principes généraux • Etude scientifique si à la question "Pourquoi devrais-je vous croire ?" le chercheur peut répondre "Voilà ce que j'ai fait et ce que j'ai observé. Vous pouvez faire la même chose, et vous arriverez aux même conclusions." (Ghiglione & Richard, 1992, p.270-271 ) • Caractère public, reproductible et communicable • La généralisation : L'intérêt du chercheur n'est pas de savoir ce qui se passe ici et maintenant, mais de savoir ce qui pourrait se passer sur d'autres individus, sous d'autres conditions et en d'autres moments à l’aide de statistiques inférentielles • Un problème = La représentativité des individus

13. Nécessité de de procéder par étapes chacune précisant la précédente pour structurer le raisonnement • La question de départ • L’exploration • La problématique et l’hypothèse • La construction du dispositif d’observation • L’observation ou recueil de données • L’analyse des données • Discussion

14. Les étapes de méthode expérimentale de recherche • La question de départ • •Objectif : • –Se donner un but à atteindre • •Sources : • –Demande sociale • –Observations occasionnelles • –Résultats antérieurs

15. 2. L’exploration •Objectif : –Préciser la question •Sources : –Analyse bibliographique –Entretiens exploratoires –Observations exploratoires –Description objective de la situation

16. 3. La problématique et hypothèses •Objectif : –Définir l'approche théorique adoptée •Trois temps : 1. Répertorier des approches du problème 2. Sélectionner (ou construire) une problématique 3. Préciser la problématique adoptée : Poser et justifier l’hypothèse générale (directrice). C'est - à - dire Prévoir des relations entre faits observables qui confirment ou non la théorie.

17. 4. Construction d’un dispositif expérimental • Imaginer une situation dans laquelle un facteur (la condition) varie et fait varier à lui seul un comportement donné (effet). • « toutes choses étant égales par ailleurs » Une hypothèse ? Expérience, observation, questionnaire, méthode clinique : Piaget Variables. Variable Dépendante (VD) –Comportement que l'expérimentateur observe. –Il varie en fonction de la VI •Variable Indépendante (VI) (Manipulation check) –Facteur que l'expérimentateur fait varier •Variable Parasite (VP) –Facteur que l’expérimentateur neutralise ou contrôle

18. Le dispositif expérimental •Exemple d'opérationnalisation d'une variable Hypothèse générale : Plus les sujets jugent une tâche intéressante, plus ils participent à cette tâche. Procédure envisagée : Comptabiliser le nombre d'étudiants qui répondent à une offre de participation à une expérimentation en laboratoire VD Participation à la tâche : Indicateur NB d'étudiants se proposant pour participer à une expérience

19. B. Le dispositif expérimental • VI : Intérêt pour la tâche • 2 modalités : • - Forte • - Faible • Opérationnalisation :Thèmes annoncés de l'expérience • 2 modalités : • Thème 1 : sexualité • Thème 2 : la perception de la relativité • Hypothèse opérationnelle : • Il y aura plus d'étudiants qui se proposeront pour participer à une expérimentation sur la sexualité que pour une expérimentation sur la perception de la relativité

20. B. Le dispositif expérimental Variables Indépendantes •Variables provoquées et invoquées – La variable provoquée est manipulée par l'expérimentateur – La variable invoquée (ou étiquette) correspond à des phénomènes existants (ex : caractéristiques des sujets) Variables indépendantes confondues – Pour conclure que la VI affecte la VD, il faut éviter que les modalités de la VI étudiée recouvrent les modalités d'une autre VI cachée.

21. B. Le dispositif expérimental Exemple de variables indépendantes confondues –Hypothèse : L'apprentissage de l'arithmétique dépend de la méthode pédagogique. –Procédure : Trois enseignants formés à l'une des méthodes pédagogiques. Chaque enseignant prend une des trois classes différentes. –Résultat : La performance varie d'une classe à l'autre. VI confondues : caractéristiques individuelles des enseignants, Niveau des classes, ...

22. B. Le dispositif expérimental Variables parasites • On contrôle les Variables Parasites dont on sait (ou on présume) l'effet sur la VD –Neutralisation : on l'empêche de varier (une seule modalité) –Manipulation : on la fait varier comme une variable indépendante •VP fréquemment contrôlées: –les caractéristiques du sujet –la variable expérimentateur : lorsque plusieurs expérimentateurs recueillent les données ; –l'ordre de passation : lorsque un sujet fait plusieurs tâches ou, plus généralement, appartient à plusieurs groupes expérimentaux Variable impérativement neutralisée –Instructions données aux sujets : CONSIGNE

23. B. Le dispositif expérimental Exercice : Identifier les variables •Hypothèse : Au cours d'un procès, plus un juré estime qu'un accusé est beau, moins il le juge coupable. Dans les éléments qui suivent, définir la VI, la VD, les VP : –A- l'estimation de la beauté de l'accusé –B- L'âge de l'accusé –C- Le jugement de culpabilité de l'accusé –D- Le genre du juré –E- Le genre de l'accusé –F- La beauté du juré

24. B. Le dispositif expérimental (Validité) • •Rappel : –Pour faire la preuve d'une relation causale, il faudrait ne manipuler qu'un seul facteur (VI) • –Mais, risque de mettre en évidence un cas particulier ou d'introduire des biais méthodologiques (VI confondues) • •Le choix du nombre de facteurs dépend du but visé : • – Montrer sans ambiguïté l'effet d'un facteur (VI) • Renforcer la validité interne de l'expérimentation, en neutralisant le maximum de facteurs potentiels. • Montrer la généralité, la pertinence du facteur (VI) Renforcer la validité écologique de l'expérimentation, en manipulant plusieurs facteurs. • Toutefois, la validité écologique d'une expérience n'est pas proportionnelle au nombre de facteurs manipulés : Si plus de 3 facteurs, c'est la validité de l'expérimentation elle-même qui est remise en cause.

25. Groupe Contrôle • Hypothèse : • Les patients atteints d'un syndrome de Korsakoff présentent une dégradation du stockage en MLT. • On fait passer un test de mémorisation à des patients et on constate que les patients retiennent en moyenne 2 mots sur une liste de 30. • Ce résultat n'est interprétable que si on a une valeur de comparaison chez des sujets normaux. • Ce groupe de sujets normaux, à qui on fera passer le même test, constitue le groupe contrôle. .

26. Groupe Contrôle • Un autre exemple : Dans une expérience sur la perception, on veut montrer que l'identification d'une image ambiguë dépend du contexte dans lequel l'image est présentée. • L'expérimentateur utilise une image ambiguë donnant lieu à deux catégories de réponses : vieille femme ou jeune femme. • Cette image est associée à un texte qui traite soit de la jeunesse, soit de la vieillesse. • L'expérimentateur s'attend à obtenir plus de réponses jeune femme quand l'image est associée à un texte sur la jeunesse et à plus de réponse vieille femme quand l'image est associée à un texte sur la vieillesse. Admettons qu'il obtienne des résultats ci-dessous : .

27. Groupe contrôle L'expérimentateur sera tenté de conclure que seul le contexte jeunesse a un effet sur la réponse. Mais si on ajoute un groupe de sujet auquel on présente l'image seule, et qu'on obtienne 75% de réponse jeune femme et 25% de réponse vieille femme. Dans ce cas, seul le contexte vieillesse aurait eu un effet sur la réponse. Ainsi, l'effet du contexte ne peut être évalué qu'en référence aux résultats obtenus sur un groupe contrôle qui n'est pas soumis à un contexte.

28. Manipu check • Fiabilité indicateur

29. 3/ Effet de confirmation d’hypothèses : - tendance des gens à chercher à confirmer leurs hypothèses plutôt qu’à en éprouver la valeur réelle 3/ 2-4-6 Quelle est la règle, proposez des suites de 3 nombres 2-4-7, informative car infirme l’ hypothèse • Snyder et Swann (1978), introversion ou extraversion - Test extraversion = questions extraverties; test intraversion =questions intraversties - TROP confiance en nous ; cherche donc pas à savoir si les infos dispo vont confirmer et non infirmer notre opinion.

30. La tâche de sélection de Wason • Quatre cartes. une lettre sur un côté et un nombre sur l'autre • Indiquer quelle(s) carte(s) il vous faut tourner pour vérifier l'affirmation suivante : • Si une carte porte une voyelled'un côté, alors elle porte un nombre impairde l'autre côté E C 5 4

31. Solution Tourner E : assure la vérité de la règle Tourner 4 : assure que la règle n’est pas contredite Mais tourner 5 ne prouve pas que la règle est respectée ! E C 5 4

32. Les cartes ci-après contiennent des renseignements sur quatre personnes assises à une table dans votre bar. • Sur un côté de chaque carte se trouve la nature de la consommation et sur l'autre, l'âge de la personne. • N'identifiez que les cartes que vous devez absolument retourner pour savoir si l'une de ces personnes enfreint la loi. • Solution évidente (75% de succès vs 25%) • Pourquoi ? 16 ans 25 ans Bière coca

33. Effet simple Admettons que l'on souhaite étudier l'effet de la familiarité d'une tâche sur la mémoire. On va, par exemple, présenter très rapidement des mots aux sujets : 100 relatifs à une tâche très familière 100 autres relatifs à une tâche peu familière. Les résultats montrent que les sujets reconnaissent plus de mots lorsque la tâche est très familière que lorsque la tâche est peu familière. = Effet simple de la familiarité d’une tâche sur la mémoire

34. Effet d’interaction . Cependant on peut se demander si l'intérêt pour la tâche modifie l'effet de la familiarité de la tâche. Dans cet objectif, on va étudier l'effet de l'interaction entre familiarité de la tâche et intérêt pour la tâche. Par exemple, on présentera 4 catégories de mots aux sujets : 100 mots relatifs à une tâche très familière et très intéressante, 100 mots relatifs à une tâche très familière et peu intéressante 100 mots relatifs à une tâche peu familière et très intéressante, 100 mots relatifs à une tâche peu familière et peu intéressante.

35. Effet d’interaction . On peut obtenir différents types de résultats : a) il n'y a pas effet d'interaction entre les facteurs car l'effet de l'intérêt ne modifie pas l'effet de la familiarité. Quel que soit l'intérêt pour la tâche.

36. Effet d’interaction . Effet d'interaction entre les facteurs car l'effet de l'intérêt pour la tâche modifie l'effet de la familiarité sur la performance -Lorsque la tâche est très familière, l'intérêt pour la tâche ne modifie pas la performance. - Inversement, lorsque la tâche est peu familière, le fort intérêt pour la tâche améliore la performance, alors que le faible intérêt pour la tâche inhibe la performance.

37. Variable modulatrice versus médiatrice Familiarité performance Intérêt Effet d’interaction nous permet que l’intérêt est une variable modulatrice car elle module l’effet de la familiarité sur la performance. Autrement dit, l’effet de la familiarité sur la performance est différent selon les niveaux de la variable modulatrice

38. Variable modulatrice versus médiatrice Y X M - Une variable médiatrice (M) est en revanche une variable qui intervient entre la variable indépendante (X) et la variable dépendante (Y) de sorte que la variable indépendante exerce un effet sur la variable médiatrice et la variable médiatrice exercice un effet sur la variable dépendante. L’effet de la variable indépendante sur la variable dépendante est indirect car il transmis par la variable médiatrice Intérêt supplémentaire = Si l’on éliminait l’effet de la variable médiatrice, on n’observerait plus de relation entre X et Y

39. En résumé : - Une variable modulatrice (effet d’interaction) explique quand et sous quelle conditions un effet se produit - Une variable médiatrice nous renseigne sur comment et pourquoi un certain effet a lieu.

40. Plan d’expérience et relation entre variables . • Lesfacteurs ( VI) sont représentés par une lettre majuscule quelconque. • Le facteur sujet est toujours représenté par la lettre S. • - Le nombre de modalités associé à chaque facteur est indicé à la lettre le représentant. • Par exemple, un facteur quelconque "X" à 3 modalités sera noté X3. • Les VI peuvent être combinées de différentes façons. Ces combinaisons définissent les plans d’expérience.

41. Le plan factoriel - Un plan factoriel est un plan dans lequel chaque modalité d’une variable indépendante est combinée avec chaque modalité des autres variables indépendantes pour constituer une condition expérimentale ou un groupe expérimental - Dans un plan factoriel, le nombre de conditions expérimentales (ou de groupes) est égal au produit du nombre de modalités de variables indépendantes.

42. Le plan factoriel • Ex Rossi et Pierandreï (1984) s’intéressant au format du lexique ont voulu vérifier que les sigles stockés en mémoire le sont sous une forme spécifique • 2 hypothèses générales : • l’identification du sigle est difficile s’il est écrit en minuscule (forme inhabituelle) • l’identification mots (rare ou fréquent) est indépendante du type de lettres (majuscules ou minuscules) • 2 hypothèses opérationnelles : • le seuil d’identification des sigles est plus élevé lorsqu’ils sont écrits en minuscules que lorsqu’ils sont écrits en majuscules • le seuil d’identification des mots (rares ou fréquents) est indépendant du type de lettre utilisé (majuscules ou minuscules)

43. Le plan factoriel complet • variables indépendantes : • T3, type de stimuli : T1, mots fréquents T2, mots rares T3, sigles • L2, type de lettres : L1, minuscules L2, majuscules

44. A) Croisement. On dit de ces deux facteurs type de stimuli et type de lettes qu’ils sont croisés. Deux facteurs sont croisés (on dit aussi contrebalancés) lorsque chaque modalité de l'un se retrouve dans chaque modalité de l'autre. Par exemple (Abdi, 1987), dans une expérience sur l'apprentissage on donne ou non une récompense (facteur R2) à trois moments de la journée (M3), le facteur "Récompense" est dit croisé avec le facteur "Moment de la journée", le plan s'écrit « R2* M3 », ou « M3*R2 » car la relation est symétrique et se lit "R2 croix M3".

45. Groupes appareillés versus groupes indépendants Groupes appareillés = plan à mesures répétées Les sujets passent dans toutes les conditions expérimentales Exemple : étude du rôle de la fréquence d’usage sur le seuil d’identification VI : fréquence F2, 2 modalités : mots rares et mots fréquents Groupes appareillés si pour chaque sujet sont enregistrés les seuils d’identification pour les mots rares et les mots fréquents

46. Groupes appareillés versus groupes indépendants Groupes indépendants = différents sujets sont affectés aux différentes conditions expérimentales Autant de groupes de sujets que de conditions expérimentales Affectation soit tirage au sort ou utilisation de groupes équivalents Déterminer les seuils des mots rares pour un groupe de sujets et les seuils des mots fréquents pour un autre groupe de sujets

47. L’expérience de Monteil (1993) Regardez bien cette figure car je vais la cacher et vous demander de la reproduire

48. Monteil (1993) • La figure de Rey proposée à des élèves de 5ème « bons » et « mauvais » • La tâche est proposée comme étant une épreuve de « dessin » pour la moitié et comme une épreuve de « géométrie » pour l’autre moitié

49. Mauvais élèves Bons élèves Monteil (1993) Dessin Géométrie

50. Avoir une difficulté … • C’est avoir un statut de mauvais élève • C’est avoir appris à échouer • C’est être persuadé que l’on va échouer