Dans cet article, tu apprendras ce qu'est une expérience, ses principales composantes et les caractéristiques d'une expérience bien conçue. Lis la suite si tu te sens l'âme d'un expérimentateur !
Qu'est-ce qu'une expérience ?
Une expérience est un type d'étude menée pour étudier la relation de cause à effet entre deux variables ou plus.
Le but d'une expérience est de trouver des preuves permettant de décider si cette relation de cause à effet existe ou non, mais comment faire exactement ? Consulte la section suivante pour mieux comprendre ce qu'implique la réalisation d'une expérience.
Signification de l'expression "réaliser une expérience
Pour pouvoir comprendre ce que signifie mener une expérience, tu dois te familiariser avec la terminologie utilisée dans ce type d'étude.
Rôles dans une expérience
Tout d'abord, examinons les différents rôles impliqués dans la réalisation d'une expérience dans le tableau ci-dessous.
| Rôle | Définition | Exemple |
| Chercheur(s) | Personnes impliquées dans la planification et l'exécution de l'expérience. | Un chercheur ou un groupe de chercheurs travaillant ensemble dans le cadre d'une expérience. |
| Unités expérimentales | Ce sont les unités auxquelles on attribue un traitement, dans le cadre d'une expérience. Si les unités expérimentales sont des personnes, elles sont appelées sujets ou participants. | Il peut s'agir de personnes, d'animaux, de plantes ou d'objets. |
| Évaluateurs | Si nécessaire, certaines expériences peuvent impliquer des évaluateurs, qui sont chargés d'évaluer les résultats de l'expérience, en fournissant une évaluation impartiale et fiable des résultats obtenus. | Un groupe de personnes plus expérimentées au sein d'un groupe de recherche. |
Types de variables dans une expérience
D'autres termes importants que tu dois connaître lorsque tu conduis des expériences sont liés aux différents types de variables impliquées dans le processus, qui sont décrits dans le tableau suivant.
| Type de variable | Définition de la variable | Exemple |
| Variable indépendante / explicative / facteur | La variable indépendante ou explicative (également appelée facteur) est la variable que tu manipules dans une expérience. C'est la variable que tu peux contrôler.Elle est indépendante parce que sa valeur ne dépend pas ou n'est pas affectée par une autre variable de l'expérience. | Dans une expérience visant à étudier l'effet d'une nouvelle boisson énergétique sur les performances de course. La variable explicative serait la quantité de boisson énergétique consommée par les participants. |
| Traitements / Conditions expérimentales | Les traitements (également appelés conditions expérimentales) sont les différents niveaux d'un facteur, ou les combinaisons de niveaux, dans le cas où deux facteurs ou plus sont pris en compte, que l'on attribue à une unité expérimentale. | Dans la même expérience, certains traitements possibles pourraient être :
|
| Variable de réponsedépendante / | La variable dépendante est la variable que tu mesures dans une expérience. La variable dépendante est parfois appelée variable de réponse, car elle réagit aux changements de la variable indépendante. | Dans la même expérience, la variable dépendante serait la performance de course des participants (c'est-à-dire le temps mis pour courir \(100\ m\)). |
| Variable confusionnelle | Une variable confusionnelle est une variable qui est liée à la variable explicative et qui affecte également la variable réponse, ce qui rend difficile de déterminer laquelle des deux est réellement à l'origine de la réponse. | Certaines variables confusionnelles possibles dans cette expérience pourraient être l'âge des participants, leur régime alimentaire, leur niveau d'exercice, etc., qui sont liés à la quantité de boissons énergisantes qu'une personne consomme, ainsi qu'à leurs performances lors d'une course. |
Tableau 2. Types de variables dans les expériences, réalisation d'une expérience.
Pour t'aider à mieux visualiser ces concepts, la figure 1 illustre la principale différence entre la variable explicative et la variable réponse dans une expérience.
Fig. 1. Variable explicative et variable réponse
Maintenant que tu as une meilleure idée de la terminologie impliquée dans la réalisation d'une expérience, tu peux définir la signification de la réalisation d'une expérience comme suit :
Laréalisation d'une expérience est le processus par lequel les chercheurs manipulent une variable explicative pour définir des traitements, qui sont attribués au hasard à des unités expérimentales ou à des sujets, afin de comparer ensuite les réponses des différents groupes aux traitements reçus.
En termes simples, une expérience est un processus qui consiste à tester une hypothèse dans le but de l'accepter ou de la rejeter. Les chercheurs élaborent souvent des hypothèses lorsqu'ils mènent des expériences scientifiques afin d'orienter la conception de l'expérience.
Une hypothèse est une supposition de ce qui se produira à la suite d'une expérience.
Caractéristiques d'une expérience bien conçue et bien menée
Une expérience bien conçue et bien menée doit présenter les caractéristiques suivantes :
| Caractéristique | Description de l'expérience |
| Comparaison | Tu devras avoir au moins deux groupes pour pouvoir comparer leur réponse. Ces groupes doivent comprendre :
|
| Affectation aléatoire | Les unités ou sujets expérimentaux sont affectés aux traitements de façon aléatoire. |
| Reproduction | Une expérience bien conçue et bien menée doit pouvoir être reproduite dans différents groupes. |
| Contrôle | Le contrôle des événements ou des conditions entourant une expérience est très important pour une expérience bien conçue. Une expérience avec contrôle permet de s'assurer que la réponse est le résultat des variables indépendantes de l'étude et non le résultat d'une autre source de variabilité.Le contrôle consiste à s'assurer que tous les participants à une expérience sont traités de la même façon et qu'ils sont exposés aux mêmes conditions. La seule différence entre les groupes d'une expérience doit être le traitement qu'ils reçoivent. |
Tableau 3. Caractéristiques de l'expérience, réalisation d'une expérience.
Un placebo est utilisé dans les expériences bien conçues pour éliminer l'effet placebo, qui se réfère à la réponse que les individus peuvent avoir au traitement juste parce qu'on s'attend à ce qu'ils en aient une, même lorsqu'ils ne reçoivent aucun traitement du tout. Le placebo est un traitement qui est censé ne provoquer aucun effet sur le sujet. Son but est de faire en sorte que les conditions soient les mêmes pour tous les groupes impliqués dans une expérience et de pouvoir différencier la réaction au simple fait de recevoir un traitement de celle liée à l'efficacité du traitement lui-même.
Lis notre explication sur les méthodes d'expérience, pour en savoir plus sur les différents types de méthodes que tu peux utiliser dans une expérience bien menée.
Étapes de la réalisation d'une expérience
Les étapes de la réalisation d'une expérience sont les suivantes :
1. Énonce la question à laquelle l'expérience entend répondre.
Il peut s'agir d'une question ou d'une hypothèse. Comme nous l'avons déjà mentionné, une hypothèse est une supposition de ce qui se produira à la suite d'une expérience. Les mots "Si" et "Alors" sont souvent utilisés pour décrire ou rédiger des hypothèses. Par exemple, "Si je n'expose pas mes plantes à la lumière du soleil, elles mourront". Les énoncés "Si" et "Alors" suggèrent les variables indépendantes et dépendantes.
2. Précise la variable réponse.
Quelle est la variable dépendante que tu vas mesurer ? et comment vas-tu mesurer la réponse ?
3. Spécifie les niveaux de facteurs/traitements.
Selon le nombre de facteurs impliqués dans l'expérience, quels niveaux de ces facteurs seront utilisés comme traitements ?
4. Définis les unités expérimentales.
Qui ou quoi recevra les traitements ?
5. Assure-toi que les caractéristiques d'une expérience bien conçue et bien construite sont respectées (comparaison, affectation aléatoire, réplication et contrôle).
6. Dessine un diagramme.
Cela t'aidera à visualiser les différents éléments de l'expérience.
7. Collecte des données.
Réalise l'expérience et recueille les données.
8. Analyse des résultats.
Analyser et comparer les données obtenues à partir de la réponse des différents groupes aux traitements correspondants, afin de pouvoir répondre à la question/hypothèse initiale. Cette étape peut être réalisée par les évaluateurs si nécessaire.
Exemple de réalisation d'une expérience
Maintenant que tu es familiarisé avec la terminologie et les étapes de la réalisation d'une expérience bien conçue, voyons un exemple.
Imagine le scénario hypothétique suivant : Un groupe de chercheurs mène une expérience pour savoir si un nouveau médicament, appelé \(Drug\ A\), peut soulager la douleur plus rapidement pour le traitement des maux de tête que les autres médicaments disponibles sur le marché. Suis les étapes pour mener une expérience bien conçue.
Solution :
Pour résoudre ce problème, tu peux passer par les étapes \(1 - 6\) de la section précédente. Les étapes \N(7\N) et \N(8\N) peuvent être omises car elles nécessitent la réalisation de l'expérience.
1. Énonce la question à laquelle l'expérience entend répondre.
Dans cet exemple, la question est la suivante : Est-ce que \N(Drug\NA\N) soulage plus rapidement la douleur pour le traitement des maux de tête que les autres médicaments disponibles sur le marché ?
2. Spécifie la variable réponse.
La variable réponse sera le temps qu'il faut aux participants pour obtenir un soulagement efficace de la douleur grâce à leur traitement. Cette variable sera mesurée en minutes.
3. Spécifie les niveaux de facteurs/traitements.
Tu dois mettre en place un traitement placebo pour le groupe de contrôle qui servira de référence. Dans ce cas, tu peux utiliser une "pilule de sucre" qui ressemble le plus possible aux autres médicaments utilisés dans l'expérience. Cela permet d'éliminer l'effet placebo afin que tous les participants aient l'impression de faire partie de l'expérience.
La variable explicative ou le facteur dans cet exemple sera le type de médicament contre la douleur donné aux participants.
Les traitements seront les suivants :
- Le groupe \(1\) recevra le traitement placebo d'une "pilule de sucre".
- Le groupe \(2\) recevra une dose d'un médicament normal contre la douleur.
- Le groupe 3 recevra une dose de médicament.
4. Définis les unités expérimentales.
Les unités expérimentales, dans ce cas, les sujets ou les participants, seront trois groupes de 10 personnes à qui l'on attribuera les 3 traitements de façon aléatoire. Les groupes de personnes doivent être composés de personnes d'âge et de sexe similaires, afin d'éviter l'effet des variables confusionnelles sur la réponse aux traitements.
5. Assure-toi que les caractéristiques d'une expérience bien conçue et bien construite sont respectées (comparaison, assignation aléatoire, réplication et contrôle).
- Comparaison - Les groupes reçoivent des traitements différents afin de pouvoir comparer leurs réactions.
- Attribution aléatoire - Les traitements seront attribués aux différents groupes de façon aléatoire.
- Reproduction - \(10\) participants de chaque groupe recevront le traitement.
- Contrôle - Les mêmes conditions seront fournies à tous les groupes de \(3\) afin que leur environnement n'affecte pas leur réponse au traitement.
6. Dessine un diagramme.
La figure 2 montre le diagramme illustrant les différents éléments de l'expérience sur le soulagement de la douleur, notamment les participants, les groupes, les traitements et la variable de réponse.
Fig. 2. Schéma d'une expérience de soulagement de la douleur
Un autre exemple.
Pour revenir au scénario de l'introduction de cet article, concevons une expérience pour étudier comment faire un gâteau plus moelleux. Pour ce faire, tu peux essayer d'ajouter un œuf supplémentaire à la recette originale.
Solution :
1. Énonce la question à laquelle l'expérience entend répondre.
L'ajout d'un œuf à une recette de gâteau permet-il d'obtenir un gâteau plus moelleux ?
2. Précise la variable réponse.
Consistance du gâteau : est-il plus moelleux ?
3. Spécifie les niveaux de facteurs/traitements.
Dans ce cas, la variable explicative ou le facteur que tu manipuleras sera le nombre d'œufs dans la recette du gâteau.
Les traitements seront les suivants :
- Le groupe \(1\) sera la recette originale, qui servira de base de référence.
- Le groupe \(2\) sera la recette originale mais ajoutera un œuf supplémentaire.
4. Définis les unités expérimentales.
Dans ce cas, l'unité expérimentale sera la pâte à gâteau.
5. Assure-toi que les caractéristiques d'une expérience bien conçue et bien construite sont respectées (comparaison, assignation aléatoire, réplication et contrôle).
- Comparaison - \(2) groupes de \(3) gâteaux chacun seront cuits en utilisant \(2) recettes différentes afin de pouvoir comparer leurs résultats.
- Attribution aléatoire - Les mêmes ingrédients seront utilisés pour tous les gâteaux et répartis entre chaque groupe, en veillant à ce que la qualité et les quantités requises soient vérifiées.
- Reproduction - \(3\) gâteaux seront cuits dans chaque groupe.
- Contrôle - Les conditions expérimentales seront les mêmes pour tous les gâteaux cuits, y compris le type de four utilisé, le temps de cuisson et la température, afin qu'aucune autre variable confusionnelle n'affecte les résultats.
6. Dessine un diagramme.
La figure 3 montre le diagramme illustrant les différents éléments de l'expérience sur la recette du gâteau, notamment les unités expérimentales, les groupes, les traitements et la variable de réponse.
Fig. 3. Diagramme d'une expérience de recette de gâteau
Importance de mener une expérience
Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles la réalisation d'expériences est d'une importance vitale:
- Permet de trouver des preuves sur les relations de cause à effet entre deux variables ou plus.
- Explique les changements.
- Permet de répondre à des questions jusque-là sans réponse.
- Démontre ou prouve une hypothèse pour pouvoir l'accepter ou la rejeter.
- Détermine les effets de quelque chose qui n'avait pas été confirmé auparavant.
Les expériences sont une méthode puissante de collecte de données qui facilite d'importants projets de recherche qui profitent à tout ce qui nous entoure, en trouvant les raisons pour lesquelles quelque chose peut se produire, de meilleures façons de faire les choses et en faisant de nouvelles découvertes.
Les expériences sont menées dans de nombreux domaines, notamment la médecine, la science, la technologie et l'ingénierie. Elles font partie de notre vie quotidienne et jouent un rôle important dans la connaissance de notre environnement. Alors, continuons à faire des expériences !
Réalisation d'une expérience - Principaux enseignements
- Une expérience est un type d'étude menée pour étudier la relation de cause à effet entre deux ou plusieurs variables.
- Les différents rôles impliqués dans la réalisation d'une expérience sont les chercheurs, les unités expérimentales et les évaluateurs.
- Les différents types de variables impliquées dans une expérience sont la variable explicative, les traitements ou conditions expérimentales, la variable réponse et la variable confusionnelle.
- Laréalisation d'une expérience est le processus par lequel les chercheurs manipulent une variable explicative pour définir les traitements, qui sont attribués de façon aléatoire aux unités expérimentales ou aux sujets, afin de comparer ensuite les réponses des différents groupes aux traitements reçus.
- Les caractéristiques d'une expérience bien conçue et bien menée sont la comparaison, l'assignation aléatoire, la reproduction et le contrôle.
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