Fiche de révision : Méthodologie expérimentale

📋 Plan du Cours

1. Opérationnalisation des hypothèses
2. Variables indépendantes et modalités
3. Variables dépendantes et observables
4. Nature et qualité des variables dépendantes
5. Opérationnaliser une hypothèse
6. Prédictions et variables expérimentales
7. Mise en œuvre de l’expérimentation
8. Variables secondaires et confusion
9. Neutralisation des variables confondues
10. Contrôle des différences entre participants
11. Contrôle des variables de situation
12. Facteurs secondaires et contrôle expérimental
13. Contrebalancement complet
14. Contrebalancement partiel
15. Participants et échantillonnage

📖 1. Opérationnalisation des hypothèses

🔑 Notions clés & Définitions

• Opérationnalisation : Traduction d’une hypothèse théorique en une hypothèse opérationnelle testable dans le monde réel en définissant des indicateurs observables.
• Hypothèse opérationnelle : Hypothèse que l’on peut tester dans le monde réel au moyen d’observables définis rigoureusement.

📖 2. Variables indépendantes et modalités

🔑 Notions clés & Définitions

• Variable : Caractéristique mesurable ou catégorisable de l’environnement physique ou social, ou du comportement, qui peut prendre différents états appelés modalités.
• Variable indépendante : Mise en place ou choisie par le chercheur afin de mesurer son impact sur la variable dépendante et demeurant indépendante des actions du participant.
• Modalité : États ou valeurs spécifiques qu’une variable peut adopter.
• Variable parasite : Variable secondaire susceptible d’influencer le comportement des participants sans être étudiée par le chercheur.
• Condition expérimentale : Situation mise en place par l’expérimentateur, dont le nombre dépend des modalités de la ou des variables indépendantes.

★ À maîtriser

📌 Une variable indépendante (VI) est manipulée ou choisie par le chercheur pour analyser son effet sur la variable dépendante (VD), tandis que la VD désigne le comportement mesuré.

📌 Une VI provoquée est créée et manipulée par l’expérimentateur pendant l’étude, tandis qu’une VI invoquée est une caractéristique préexistante du participant que le chercheur ne peut pas modifier.

Compléments

• Les quatre formes principales de variables indépendantes sont :

  • un stimulus
  • une caractéristique de l’environnement physique ou social
  • une caractéristique de la tâche
  • une caractéristique propre aux sujets

• Des exemples de variables indépendantes invoquées sont :

  • l’âge
  • le sexe
  • la langue
  • le niveau d’études

• Les variables indépendantes invoquées peuvent être difficiles à maîtriser et empêcher d’établir une relation de cause à effet pure, notamment lorsque des variables parasites cachées leur sont confondues.

• Dans une comparaison de lecture sur smartphone entre des groupes de 60 ans et de 20 ans, une moindre habitude numérique peut expliquer la lecture plus lente du groupe âgé et se confondre avec l’âge.

• Pour étudier le lien entre mémoire de travail et lecture, l’empan verbal peut être la VI, avec des groupes d’empan fort et faible, et le nombre de mots lus en une minute la VD.

• Lorsque les modalités d’une VI sont quantifiables, il faut choisir des scores très disjoints pour éviter que des scores proches conduisent à des classements différents entre groupes.

• La combinaison des deux modalités de l’âge (jeunes et âgés) avec les trois modalités de l’empan (fort, moyen et faible) produit six conditions expérimentales.

📌 Dans les conventions d’écriture, il faut indiquer le nom de la VI et ses modalités, réserver S au facteur Sujet et ordonner les modalités selon leur difficulté.

📖 3. Variables dépendantes et observables

🔑 Notions clés & Définitions

• Variable dépendante : Indicateur quantifiable et dénombrable du comportement, utilisé pour apprécier les modifications observées lorsque les conditions expérimentales varient.
• Observable : Indicateur d’un processus psychologique sur lequel une quantification peut être réalisée.

★ À maîtriser

📌 Une VD brute est conservée sans modification après l’enregistrement, tandis qu’une VD transformée est codifiée, classée, regroupée ou transformée pour rendre les résultats interprétables par rapport à l’hypothèse.

📌 Pour classer des réponses, le chercheur doit définir avant l’expérience un critère d’acceptabilité objectif et précis.

Compléments

• En psychologie, les observations empiriques portent sur les comportements considérés comme des manifestations de l’activité d’un individu.

• Un comportement observable peut être qualifié, décrit ou directement mesuré, par exemple par un temps de réponse.

• Les observables peuvent prendre la forme de :

  • réponses verbales orales ou écrites
  • réponses motrices
  • réponses physiologiques

• Le pourcentage de bonnes réponses est un exemple de VD transformée qui recode les réponses en réussite ou en échec.

• Sans critère strict de classement, deux chercheurs analysant les mêmes données brutes peuvent obtenir des pourcentages de réussite différents, ce qui réduit la fidélité de la recherche.

• Lorsque la catégorisation ferait perdre trop d’informations, le chercheur peut mesurer une caractéristique physique continue de la réponse, telle que la distance d’erreur.

💡 Astuce mémo

Réponse brute enregistrée ≠ réponse transformée pour interpréter l’hypothèse

📖 4. Nature et qualité des variables dépendantes

★ À maîtriser

📌 Une variable dépendante discrète ne prend que des valeurs isolées et bien définies, le plus souvent entières, tandis qu’une variable dépendante continue peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle, y compris des valeurs décimales.

• Les cinq critères d’une bonne mesure sont :
  • l’observabilité
  • la mesurabilité
  • la sensibilité
  • la fidélité
  • la validité

📌 Une mesure fidèle donne des résultats réguliers et constants, tandis qu’une mesure valide évalue bien ce qu’elle est censée mesurer et répond à la question de recherche.

Compléments

📌 Le chercheur peut simplifier le comportement en catégories discrètes par dénombrement ou préserver sa richesse en mesurant des caractéristiques continues comme la distance ou la durée.

• Une variable dépendante psychologique objective mesure directement la performance, une variable psychologique subjective repose sur l’introspection ou le jugement du participant, et une variable physiologique mesure l’activité biologique et est toujours objective.

• Une VD mesurable doit être exprimée dans une unité adaptée, par exemple 12 mots pour un comptage, 80 % de réussite pour un rapport ou 450 ms pour une durée.

📌 Un effet plafond survient quand une tâche trop facile conduit tous les sujets à 100 % de réussite, tandis qu’un effet plancher survient quand une tâche trop complexe ou une mesure trop globale conduit à des scores proches de 0.

• Une variable dépendante est un indicateur observable du phénomène étudié, notamment lorsque celui-ci correspond à des activités mentales ou à des processus psychologiques inobservables.

💡 Astuce mémo

Une VD discrète choisit une case ; une VD continue mesure une gradation.

📖 5. Opérationnaliser une hypothèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypothèse opérationnelle : L’hypothèse opérationnelle spécifie concrètement l’hypothèse conceptuelle en indiquant les comportements observables qui représentent le concept théorique.

★ À maîtriser

• Une hypothèse opérationnelle doit comporter :
  • une prédiction d’effet
  • une ou plusieurs variables indépendantes
  • une ou plusieurs variables dépendantes

Compléments

• Selon Charbonneau (1988), les caractéristiques comprennent : les opérations concrètes à effectuer, le mode de mesure de la variable dépendante, les variables expérimentales manipulées ou invoquées

• Pour étudier l’effet de la présentation d’un mode d’emploi, la VI peut être le type de présentation (sans schéma ou avec schémas) et la VD le temps, en secondes, nécessaire pour monter correctement une étagère.

• Une hypothèse opérationnelle peut annoncer qu’un résultat varie selon une VI sans préciser le sens de la variation attendue.

📖 6. Prédictions et variables expérimentales

🔑 Notions clés & Définitions

• Prédiction : Une prédiction est une hypothèse opérationnelle concernant les résultats attendus d’une expérience et l’effet d’une ou plusieurs variables indépendantes sur une ou plusieurs variables dépendantes.

📝 Points essentiels

• Dans l’exemple sur le vieillissement, la VI est l’âge, distingué en jeunes et âgés, et la VD est le nombre de mots correctement rappelés.

• L’âge est une variable indépendante invoquée, car le chercheur ne peut pas attribuer un âge aux participants pour les besoins de l’expérience.

• Le nombre de mots correctement rappelés est une variable dépendante discrète, car il se compte en nombres entiers de mots.

📌 Une hypothèse orientée indique le sens de la différence attendue entre les modalités d’une variable, alors qu’une hypothèse non orientée annonce une variation sans en préciser le sens.

📐 Formule - Une prédiction comparative peut s’écrire $m(\text{modalité 1}) > m(\text{modalité 2})$ ou $m(\text{modalité 1}) < m(\text{modalité 2})$.

📖 7. Mise en œuvre de l’expérimentation

🔑 Notions clés & Définitions

• Expérimentation : Consiste à tester une hypothèse en étudiant l’effet d’une variable indépendante sur une variable dépendante.

★ À maîtriser

• 🔄 L’expérimentation comporte trois étapes :
  1. Manipuler la variable indépendante en lui donnant différentes valeurs.
  2. Choisir la variable dépendante qui mesurera l’effet.
  3. Contrôler les variables parasites susceptibles d’influencer les résultats.

Compléments

📐 Formule - La prédiction de l’exemple s’écrit $m(jeunes) > m(âgés)$ ou $m(A1) > m(A2)$.

• Dans l’exemple sur l’âge et la mémorisation, la variable dépendante est le nombre de mots correctement rappelés.

• Les facteurs à maintenir aussi similaires que possible sont :

  • les conditions de passation
  • les consignes
  • le matériel
  • l’environnement
  • le niveau d’études

💡 Astuce mémo

Manipuler la VI → mesurer la VD → contrôler les variables parasites

📖 8. Variables secondaires et confusion

🔑 Notions clés & Définitions

• Variable confondue : Une variable secondaire liée systématiquement à la variable principale, de sorte que son influence peut empêcher d’attribuer avec certitude l’effet observé à la variable indépendante.

★ À maîtriser

📌 Les facteurs principaux sont les variables indépendantes visées par l’hypothèse, tandis que les facteurs secondaires, aussi appelés variables externes ou parasites, peuvent influencer le comportement sans être au centre de l’hypothèse.

Compléments

• Dans une étude sur l’effet de l’âge sur la compréhension de textes, l’âge est la variable principale, tandis que le niveau d’études et le temps quotidien consacré à la lecture sont des variables secondaires susceptibles d’influencer la compréhension.

• Dans l’exemple des boissons servies dans des gobelets rouges ou bleus, 70 % des participants déclarent préférer la boisson servie dans le gobelet bleu, mais la couleur du gobelet peut confondre l’effet du type de boisson sur la préférence exprimée.

• Une variable confondue peut introduire un biais, empêcher l’interprétation correcte des résultats et rendre impossible l’identification de la cause des effets observés sur la variable dépendante.

💡 Astuce mémo

Variable secondaire liée systématiquement à la VI → effet impossible à attribuer avec certitude

📖 9. Neutralisation des variables confondues

🔑 Notions clés & Définitions

• Neutralisation d’une variable : Consiste à faire en sorte que son influence s’annule ou soit répartie équitablement entre les individus afin qu’elle ne perturbe pas les résultats.

★ À maîtriser

• Les variables confondues peuvent être neutralisées par tirage au sort, qui répartit les caractéristiques individuelles susceptibles d’influencer les résultats, ou par contrôle, en constituant des groupes équivalents ou en éliminant une ou plusieurs modalités d’une variable secondaire.

Compléments

• Utiliser des gobelets de même couleur permet de supprimer l’influence de la couleur dans une comparaison de boissons.

📖 10. Contrôle des différences entre participants

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrôle des différences interindividuelles : Vise à maîtriser les différences entre participants susceptibles d’influencer les résultats d’une expérience.

📝 Points essentiels

• Dans une étude sur la longueur des mots, la comparaison de groupes différents peut être affectée par leurs différences de capacités de mémoire.

• 🔄 Une méthode de contrôle par mesure de l’empan consiste à :

  1. Mesurer l’empan de mémoire des participants.
  2. Répartir les participants selon leurs scores afin de former des groupes comparables.
  3. Sélectionner les participants dont l’empan se situe dans une plage de valeurs déterminée.

📖 11. Contrôle des variables de situation

📝 Points essentiels

• Dans la première étude sur la reconnaissance des mots, la variable indépendante est la fréquence des mots, avec des mots fréquents en F1 et des mots non fréquents en F2, et la variable dépendante est le temps de reconnaissance en millisecondes.

• L’hypothèse opérationnelle de la première étude prévoit un temps de reconnaissance plus court pour les mots fréquents que pour les mots peu fréquents.

📐 Formule - La prédiction de la première étude s’écrit $m(fréquents) < m(peu fréquents)$.

📖 12. Facteurs secondaires et contrôle expérimental

★ À maîtriser

• Le maintien constant neutralise un facteur secondaire en soumettant tous les participants aux mêmes modalités de ce facteur, qui ne varie alors pas entre les conditions expérimentales.

Compléments

• Dans une tâche de reconnaissance ou de décision lexicale, la taille des lettres, la typographie et la longueur des mots peuvent aussi influencer les résultats, au-delà de la fréquence.

• Dans une étude sur la structuration des textes, les participants lisent un texte sans marque d’organisation (N1), un texte organisé en paragraphes (N2) et un texte organisé en paragraphes avec des titres (N3), puis répondent à des questions de compréhension.

• Dans cette étude, la variable indépendante est le niveau de structuration du texte, noté N, et la variable dépendante est le nombre de réponses correctes aux questions de compréhension.

• La prédiction pour les trois niveaux de structuration est $m(N3) > m(N2) > m(N1)$.

📖 13. Contrebalancement complet

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrebalancement complet : Méthode qui neutralise les effets liés à l’ordre de présentation en utilisant toutes les combinaisons possibles des modalités d’une variable indépendante, notamment lorsque tous les participants passent par toutes ses modalités.

★ À maîtriser

• Les effets de rang comprennent : les effets d’ordre, où une modalité antérieure influence la suivante, les effets de fatigue, où les performances diminuent au cours de l’expérience, les effets d’apprentissage, où la familiarisation avec le matériel améliore les performances

📐 Formule - Le nombre de séquences possibles pour une variable indépendante à N modalités est $N! = 1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times N$.

Compléments

• Le contrebalancement répartit les modalités à différentes positions de l’expérience pour que les effets de rang affectent chaque modalité de façon comparable et puissent se compenser dans les moyennes.

• Pour trois modalités a, b et c, le contrebalancement complet comprend $3! = 6$ séquences : a→b→c, a→c→b, b→a→c, b→c→a, c→a→b et c→b→a.

• Pour une variable indépendante à six modalités, il existe 720 ordres de présentation possibles, et il faut 720 participants si un participant est affecté à chaque ordre.

💡 Astuce mémo

L’ordre peut fausser les résultats → répartir chaque modalité à différentes positions permet aux effets de rang de se compenser.

📖 14. Contrebalancement partiel

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrebalancement partiel : Méthode qui consiste à tester certaines combinaisons de modalités, mais pas toutes les combinaisons possibles.
• Carré latin : Organisation des modalités de trois variables A, B et C ayant chacune le même nombre n de modalités, de sorte que chaque modalité de C apparaisse une fois par ligne et une fois par colonne.

★ À maîtriser

📌 Pour contrôler les facteurs secondaires, il faut d’abord tenter de les maintenir constants, puis recourir au contrebalancement complet si cela est impossible, et enfin au contrebalancement partiel si le complet est impossible.

Compléments

• Le tirage aléatoire ou pseudo-aléatoire sélectionne sans remise certaines séquences parmi toutes les séquences possibles, de sorte qu’une même combinaison n’est pas sélectionnée plusieurs fois lors du tirage.

📌 Le tirage aléatoire de séquences ne garantit pas la neutralisation complète des effets de rang, car certaines modalités peuvent apparaître plus souvent à certaines positions.

• Dans un carré latin, les lignes correspondent aux modalités de A et les colonnes aux modalités de B.

• Le carré latin répartit les modalités de façon équilibrée sans tester toutes les combinaisons, mais ne neutralise pas nécessairement tous les effets d’ordre ou d’interaction entre les conditions.

📖 15. Participants et échantillonnage

🔑 Notions clés & Définitions

• Population parente : Population à laquelle le chercheur souhaite que les résultats de son étude puissent s’appliquer.
• Échantillon représentatif : Échantillon possédant des caractéristiques suffisamment proches de celles de la population parente pour permettre de généraliser les résultats à cette population.
• Échantillon : Sous-ensemble de la population parente sélectionné par le chercheur, qui ne peut généralement pas tester tous les individus de cette population.

📝 Points essentiels

• Pour définir la population parente, le chercheur détermine les caractéristiques générales des participants, comme l’âge, et les caractéristiques spécifiques à l’étude, comme la langue maternelle dans une recherche sur le langage.

• Les techniques d’échantillonnage présentées sont : le tirage au sort, qui sélectionne des participants au hasard dans la population parente, la méthode des quotas, qui respecte des proportions selon les caractéristiques de la population participante, l’échantillonnage par disponibilité, qui retient des groupes accessibles ou disponibles

📊 Tableaux de synthèse

Critères de qualité d’une mesure