Fiche de révision : Biostatistiques et démarche scientifique

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la démarche scientifique
2. Variables et causalité expérimentale
3. Évolution historique des sciences biologiques
4. Postulats de la recherche scientifique
5. Les étapes de la méthode OHERIC
6. Illustration par les guppys
7. Hypothèse, théorie et réfutation
8. Principes essentiels à retenir

📖 1. Fondements de la démarche scientifique

🔑 Notions clés & Définitions

• Démarche scientifique : Ensemble de procédures variables selon les disciplines, visant à augmenter le niveau de connaissance dans un domaine.
• Démarche expérimentale : Produit des conclusions après une expérimentation dont les paramètres sont contrôlés.

📝 Points essentiels

• Une expérimentation scientifique consiste à manipuler des variables, à observer les modifications d'autres variables et à rechercher une relation de causalité.

💡 Astuce mémo

Observation contrôlée → conclusion scientifique

📖 2. Variables et causalité expérimentale

🔑 Notions clés & Définitions

• Variable explicative : Variable dont l'expérimentateur contrôle ou fait varier la valeur.
• Variable mesurée : Variable dont la valeur dépend de celle de la variable explicative et qui fait l'objet d'une mesure.

📝 Points essentiels

• Dans l'étude de l'effet de l'adrénaline sur le débit sanguin, la quantité d'adrénaline est la variable explicative et le débit sanguin est la variable mesurée.

💡 Astuce mémo

Variable explicative : contrôlée ; variable mesurée : observée

📖 3. Évolution historique des sciences biologiques

★ À maîtriser

📌 L'approche empirique part de l'observation directe d'objets matériels, tandis que l'approche inductive déduit une loi générale à partir de multiples faits observés. — Francis Bacon

• En 1885, Claude Bernard formalise progressivement la démarche scientifique expérimentale OHERIC et montre, avec l'expérience du foie lavé, que le foie stocke et déstocke le glucose sous forme de glycogène.

📌 Karl Popper affirme qu'une hypothèse scientifique doit être testable expérimentalement et rester réfutable, car les sciences ne prouvent jamais définitivement une théorie.

Compléments

• Aristote a posé les bases du raisonnement logique grâce au principe selon lequel, si A = B et B = C, alors A = C.

• René Descartes a progressivement imposé l'approche déductive, dans laquelle une loi probable est confrontée aux observations afin de rechercher une observation qui la contredit. — Renée Descartes

💡 Astuce mémo

Antiquité → empirisme → déduction → expérimentation → falsifiabilité

📖 4. Postulats de la recherche scientifique

📝 Points essentiels

• Le postulat d'objectivité exige que l'expérimentateur reste neutre et que seuls des objets tangibles, matériels et réfutables soient introduits dans l'expérimentation.

• Le postulat d'antériorité impose que, dans une relation causale, la cause précède l'effet.

• Le postulat de réfutabilité exige qu'une hypothèse puisse être confrontée à l'expérimentation et recevoir une réponse par oui ou par non.

💡 Astuce mémo

OAR : Objectivité, Antériorité, Réfutabilité

📖 5. Les étapes de la méthode OHERIC

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypothèse : Phrase ou ensemble de phrases proposant une explication possible des faits observés.

★ À maîtriser

• 🔄 La démarche OHERIC suit six étapes ordonnées:
  1. Observation
  2. Hypothèse
  3. Expérience
  4. Résultats
  5. Interprétation
  6. Conclusion

📌 Un témoin négatif supprime la variable explicative afin de vérifier si la variable mesurée est modifiée en son absence.

Compléments

• Lors de l'étape des résultats, les mesures sont compilées et peuvent faire l'objet de calculs comme la moyenne et la variance, puis être testées avec des outils statistiques.

💡 Astuce mémo

OHERIC : Observation, Hypothèse, Expérience, Résultats, Interprétation, Conclusion

📖 6. Illustration par les guppys

📝 Points essentiels

• Dans l'expérience de Reznick et Endler sur les guppys, les poissons étaient plus grands en amont des cascades de la rivière Aripo et plus petits en aval, malgré leur appartenance à une même rivière. — Reznick/Endler, 1970s

• L'expérience a consisté à transférer de petits guppys vers l'amont, où vivaient de petits prédateurs, puis à observer leur évolution pendant quatre ans. — Reznick/Endler, 1970s

• Après leur transfert, la taille des guppys a augmenté de manière significative et durable, ce qui montre que la pression de prédation sélectionne la taille des survivants. — Reznick/Endler, 1970s

💡 Astuce mémo

Observation → hypothèses successives → transfert → croissance → sélection

📖 7. Hypothèse, théorie et réfutation

★ À maîtriser

📌 Une hypothèse est une proposition explicative qui n'a pas encore été testée, tandis qu'une théorie est une synthèse d'hypothèses non réfutées par l'expérimentation.

• La démarche OHERIC est circulaire : une théorie guide l'observation, une observation surprenante conduit à une hypothèse, puis l'expérimentation peut consolider ou remettre en cause la théorie.

Compléments

• En sciences, une théorie reste l'explication la plus probable tant qu'aucune observation ne vient contredire les hypothèses qui la fondent.

💡 Astuce mémo

Hypothèse non testée ≠ théorie construite par synthèse

📖 8. Principes essentiels à retenir

📝 Points essentiels

📌 La démarche scientifique repose sur une observation rigoureuse, une expérimentation contrôlée et une confrontation des résultats à une hypothèse ou à une théorie.

📊 Tableaux de synthèse

Approches du raisonnement scientifique