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Méthodologie de la psychologie Licence 1 psychologie UE 202 Année universitaire 2006-2007 Vincent Berthet :

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1 Méthodologie de la psychologie Licence 1 psychologie UE 202 Année universitaire Vincent Berthet :

2 Plan 1.Introduction 1.1 Psychologie, science et méthode 1.2 Une vue densemble des méthodes en psychologie 2. Les méthodes non expérimentales 2.1 Les méthodes dobservation 2.2 Les méthodes dinterrogation 2.3 Les méthodes multivariées (plans corrélationnels) 3. La méthode expérimentale et les plans expérimentaux 3.1 Lexpérimentation : histoire, notions, principes et démarche générale 3.2 Les expériences à une variable indépendante 3.3 Les expériences à plusieurs variables indépendantes 3.4 Lanalyse des données expérimentales

3 1. Introduction 1.1 Psychologie, science et méthode Une discipline se caractérise par 3 éléments : discipline = domaine + théories + méthodes Souvent, une discipline admet plusieurs sous-disciplines. Une sous- discipline dune discipline donnée peut se définir de 2 façons : 1) sous-discipline = partie du domaine + théories + méthodes 2) sous-discipline = domaine + théories + méthode Lintitulé des différentes sous-disciplines de la psychologie peut donc se référer soit à lobjet étudié soit à la méthode principale employée

4 Exemple : référence à lobjet : psychologie cognitive, psychologie de la personnalité référence à la méthode : psychologie expérimentale, psychologie mathématique Cest sur la base des méthodes quelle utilise et de son fonctionnement que lon peut juger de la scientificité dune discipline (ou dune sous-discipline) Une discipline vaut ce que valent ses méthodes Chacune des sous-disciplines de la psychologie est affiliée à une ou plusieurs méthodes caractéristiques, même celles dont lintitulé fait référence à un objet Exemple : psychologie clinique entretien psychologie cognitive expérimentation / modélisation

5 Or certaines méthodes sont aptes à produire des résultats scientifiques alors que dautres ne le sont pas On peut donc distinguer une psychologie scientifique et une psychologie non scientifique … sans porter de jugement sur cette différence Psychologie : « Etude scientifique des comportements et des processus mentaux » (Myers, 1995) cette définition est normative ­point de vue descriptif : on décrit ce qui est ­point de vue normatif : on décrit ce qui doit être Quest-ce quune méthode? une méthode est un ensemble ordonné de manière logique de principes, de règles, détapes permettant de parvenir à un résultat

6 le caractère rigoureux et systématique dune méthode permet daccorder un certain degré de confiance aux résultats quelle produit opinion intuitive vs. résultat : 1) « Plus on est riche, plus on dépense » 2) « Lalcool a toujours plus deffet quand il fait chaud » Facteur 1 : quantité dalcool administrée (A 3 ) Facteur 2 : température extérieure (T 2 ) Variable dépendante : score à un test attentionnel S 10 * T 2

7 1.2 Une vue densemble des méthodes en psychologie Willems et Raush (1969) ont défini 2 dimensions permettant de caractériser dune façon générale les différentes méthodes utilisées en psychologie 1) le degré de manipulation des antécédents (causes du comportements) : degré de contrôle exercé par le chercheur sur la situation lorsque ce degré est faible, le chercheur nintervient pas et nexerce aucun contrôle sur la situation (il laisse les faits se dérouler naturellement) lorsque ce degré est élevé, le chercheur intervient et crée des conditions (antécédents) dont il examine linfluence sur le comportements Exemple : Etude sur le comportement alimentaire

8 degré de manipulation des antécédents faible : observation du comportement alimentaire degré de manipulation des antécédents élevé : on soumet un ensemble de sujets à différents types de régimes alimentaires que lon a défini a priori et on étudie les variations comportementales induites par la variation systématique du régime alimentaire 2) le degré de sujétion des unités (réponses) : degré de restriction des réponses des sujets que lon autorise lorsque ce degré est faible, on nimpose aucune restriction sur les réponses permises lorsque ce degré est élevé, on restreint les sujets à une certaine gamme de réponses seulement Exemple : Dans une étude sur le comportements des adolescents, on peut par exemple relever les réponses comportementales et verbales dun ensemble dadolescents (degré de sujétion des unités faible), mais on peut aussi relever uniquement le nombre dheures que ces sujets

9 passent quotidiennement à regarder la TV (degré de sujétion des unités élevé) Le degré de manipulation des antécédents et le degré de sujétion des unités sont 2 dimensions orthogonales (tous les cas de figures sont possibles) élevé moyen faible moyen élevé degré de sujétion des unités degré de manipulation des antécédents expérimentation observation test entretien questionnaire

10 Tout résultat est issu de lapplication dune méthode et prétend à un certain degré de généralité. On peut dès lors juger un résultat suivant 2 critères : 1) validité interne : le résultat est-il correct? la validité interne des résultats dune recherche correspond à la validité de ces résultats du point de vue de la rigueur méthodologique qui a été mise en œuvre (validité logique) 2) validité externe : le résultat est-il généralisable? la validité externe des résultats dune recherche correspond à la validité de ces résultats du point de vue de leur généralisabilité (à dautres sujets, à dautres situations) (validité écologique) Remarque : Ces deux types de validité ont tendance à varier en sens inverse : des résultats dotés dune validité interne élevée ont tendance à être dotés dune validité externe faible, et réciproquement

11 Les méthodes non expérimentales sont utilisées lorsque lexpérimentation nest pas possible (pour des raisons pratiques ou déontologiques) ou pas adéquate La validité externe des méthodes non expérimentales est souvent – mais pas toujours – plus élevée que celle de lexpérimentation, alors que leur validité interne est souvent – mais pas toujours – plus faible que celle de lexpérimentation 2. Les méthodes non expérimentales

12 2.1 Les méthodes dobservation La phénoménologie Au sens philosophique, la phénoménologie est létude descriptive des phénomènes. En psychologie, la phénoménologie est donc létude descriptive des phénomènes psychologiques : cest une observation de soi, de ses propres vécus immédiats William James ( ), considéré comme lun des pères de la psychologie moderne, a rendu célèbre lapproche phénoménologique en psychologie dans son livre Principles of Psychology (1890)

13 Exemple : Dans cet ouvrage, W. James fournit entre autres une description psychologique du comportement consistant à se lever le matin. Il observe – sur lui-même – 2 cas de figure : 1) il parvient à se lever sans difficulté : « Si je peux généraliser à partir de ma propre expérience, le plus souvent nous nous levons sans avoir à lutter contre nous-mêmes et sans y réfléchir. On se rend simplement compte quon sest levé. » 2) il éprouve des difficultés à se lever : dans ce cas, il constate quil se concentre sur le plaisir de la chaleur des draps et sur lappréhension de la froideur du sol; ceci génère un sentiment de résistance à se lever, et ce sentiment de résistance induit une inhibition des mouvements

14 Boring (1950) : « Dès lors que la phénoménologie traite du vécu immédiat, ses conclusions sont instantanées. Elles émergent dun seul coup et ne doivent pas attendre le résultat de calculs tirés de mesures. Pas plus quun phénoménologue ne fait de statistiques puisquune fréquence narrive pas en un instant et ne peut pas être immédiatement observée » La phénoménologie est une approche très utile pour mettre en évidence des phénomènes dont létude systématique pourrait potentiellement aboutir à des résultats pertinents Exemple : Purkinje, physiologiste de la vision, avait constaté que la nuance des couleurs varie de façon différente quand la pénombre augmente (le rouge semble devenir noir alors que le bleu semble garder sa nuance). Cette observation psychologique est à lorigine de la mise en évidence physiologique de la sensibilité spectrale différentielle des bâtonnets et des cônes de lœil

15 Cependant, la phénoménologie est impuissante à fournir une explication rigoureuse des phénomènes quelle met en évidence

16 2.1.2 Lobservation Généralités Lobservation en psychologie, en tant que méthode, possède 2 caractéristiques définitoires : 1) lenregistrement de comportements dans des situations naturelles ou artificielles 2) la non-intervention (au sens dabsence de contrôle exercé sur la situation) Par rapport à lexpérimentation, lobservation marque une volonté de savoir ce quil en est en dehors de toute intervention, cest-à-dire dans des conditions naturelles (vs. conditions de laboratoire) Par rapport à linterrogation (entretien, questionnaire, test), lobservation marque une volonté denregistrer des comportements effectifs plutôt que leurs équivalents verbaux

17 Lobservation, comme tout effort de connaissance, est une processus dans lequel le chercheur est actif : celui-ci choisit dobserver certaines caractéristiques et en néglige dautres, il interprète et il catégorise en fonction des objectifs de lobservation, de ses présupposés et des concepts quil utilise (volontairement ou involontairement) Le degré dinteraction entre lobservateur et les sujets permet de distinguer 2 grands types dobservation en psychologie : lobservation naturaliste et lobservation participante 1) lobservation naturaliste est une méthode descriptive qui consiste à observer les comportements tel quils apparaissent spontanément dans une situation donnée et dans laquelle le degré dinteraction entre lobservateur et les entités observées tend à être le plus faible possible cette méthode est très utilisée en éthologie (cf. Konrad Lorenz)

18 2) lobservation participante est une méthode descriptive qui consiste à observer les comportements tel quils apparaissent spontanément dans une situation donnée et dans laquelle le degré dinteraction entre lobservateur et les entités observées est élevé avec ce type dobservation, le chercheur devient un élément à part entière du groupe quil étudie Les utilisateurs de la méthode dobservation ont depuis longtemps relevé une régularité : les sujets observés ont tendance à se comporter différemment dès lors quils savent quils sont observés On appelle réactivité la tendance des sujets à modifier leur comportement ou leurs réponses lorsquils sont conscients de la présence dun observateur extérieur Au même titre que la phénoménologie, lobservation est une méthode utile pour récolter des données et relever des phénomènes dont létude approfondie peut potentiellement aboutir à des résultats pertinents

19 Cependant, lobservation est une méthode dont lapplication produit des résultats strictement descriptifs : elle est apte à mettre en évidence lexistence de certains comportements dans certaines situations, mais inapte à déterminer rigoureusement les causes (antécédents) de ces comportements Lenregistrement des observations Lenregistrement des observations peut se faire de 2 moyens : avec un instrument denregistrement actif ou avec un instrument denregistrement passif 1) instrument denregistrement actif : lutilisation dun système de codage permet de systématiser le recueil de données par observation. Les systèmes de codage présentent 2 avantages : i) ils permettent de quantifier les observations ii) ils permettent de comparer les résultats issus de différentes observations

20 le codage est un procédé consistant à substituer à une unité dobservation un code désignant une catégorie. On distingue 2 types dunités dobservation : i) les unités denregistrement : séquences enregistrées ii) les unités danalyse : plus petites unités en termes de comportements prises en compte Exemple : Dans une étude sur la conversation au sein dun groupe, lunité denregistrement peut être la conversation et lunité danalyse peut être le tour de parole Remarque : Les critères de définition des unités dobservation dépendent de la nature du phénomène observé et des objectifs de lobservation Ces unités dobservation peuvent être définies a priori (lors de lutilisation de grilles dobservation) ou a posteriori

21 dans la méthode dobservation, un système de codage prend la forme dune grille dobservation, dans laquelle chaque unité dobservation est associée à un code précis Exemple : Robert Bales, psychosociologue américain, a proposé dans Interaction Process Analysis (1950) une grille dobservation qui sapplique au phénomène déchanges au sein dun groupe centré sur un problème A – Réactions positives 1. solidarité Manifestation de 2. détente 3. approbation B – Tentatives de résolution 4. suggestion Emission de 5. opinion 6. information C – Questions 7. information Emission de 8. opinion 9. approbation D – Réactions négatives 10. désapprobation Manifestation de 11. accroissement de tension 12. agressivité

22 avec une grille dobservation, lenregistrement des comportements observés revient à noter loccurrence des catégories sur la grille, selon leur chronologie le cas échéant linconvénient majeur de lusage de grilles dobservation est quétant donné que le codage se déroule en temps réel et dépend ainsi des capacités de traitement – limitées – de lobservateur, les unités danalyse ne peuvent être très fines. Le second inconvénient majeur de lusage de grilles dobservation est quil est impossible de contrôler a posteriori les codages effectués. Cest pour cette raison quon utilise souvent plusieurs observateurs et quon évalue la qualité des observations au moyen de la fidélité inter-juges

23 2) lenregistrement des observations peut également se faire au moyen dun instrument passif (typiquement, une caméra). Lutilisation dun tel instrument pose parfois des problèmes déontologiques, juridiques et pratiques lutilisation dun instrument denregistrement passif saccompagne toujours dune transcription des observations enregistrées Pour certains registres de comportements, des conventions de transcription ont été définies (transcription de comportements verbaux, non verbaux, etc.). La réalisation dune transcription aboutit à létablissement dun corpus, qui correspond à lensemble des éléments recueillis par observation et qui feront lobjet dune analyse

24 2.2 Les méthodes dinterrogation Les méthodes dinterrogation reposent sur le principe qui consiste à recueillir des informations sur la base de questions – au sens large. On distingue 3 méthodes dinterrogation : lentretien, le questionnaire et le test Lentretien Lentretien est une situation déchange conversationnel entre 2 personnes dont le but est de recueillir des informations dans un cadre spécifié le cadre dun entretien correspond à lensemble des spécifications des rôles et des attentes des partenaires, ainsi que des conditions de la rencontre (lieu, durée, anonymat ou non, enregistrement ou non, etc.)

25 On distingue 2 paramètres permettant de différencier les types dentretiens : la demande et la structuration de lentretien 1) la demande : ­lorsque la demande est le fait du chercheur, lentretien est une interview ­lorsque la demande est le fait de la personne, lentretien est une consultation 2) la structuration de lentretien : ­lorsque le chercheur dispose dun protocole dentretien spécifiant la liste des questions à poser ainsi que leur ordre dénonciation, lentretien est très structuré et correspond à un entretien directif ­lorsque le chercheur ne dispose daucun protocole dentretien et laisse son vis-à-vis élaborer lui-même les contenus de son discours, lentretien nest pas structuré et correspond à un entretien non directif

26 dans ce type dentretiens, le chercheur doit sadapter à la personne entretenue et laider à élaborer son discours au moyen de relances appropriées Une relance est une intervention visant à prolonger la conversation sur un thème donné. Elle peut correspondre à une reformulation, une demande de précision, une incitation à poursuivre, une complémentation à laquelle on demande de réagir, etc. ­lorsque le chercheur dispose dune grille dentretien spécifiant la liste des thématiques à aborder, lentretien est légèrement structuré et correspond à un entretien semi-directif

27 2.2.2 Le questionnaire Principe Le questionnaire est une méthode dinterrogation standardisée dun point de vue méthodologique, la standardisation dune procédure correspond à lapplication de cette procédure dans des conditions identiques pour tous les sujets Un questionnaire est un instrument économique permettant le recueil dinformations de nature diverse (caractéristiques personnelles, opinions, attitudes, connaissances, etc.) dans le cadre dun objectif précis (évaluation, sondage, diagnostic, test dhypothèse, etc.) Un questionnaire se présente sous la forme dune liste ditems, dans laquelle chaque item correspond à une question et un choix de réponse

28 Points critiques dans la construction dun questionnaire 1) la formulation des questions une « bonne » question est une question qui induit chez le sujet questionné lémission dune réponse contenant linformation recherchée Les questions comportant des présupposés, des jugements de valeur implicites, des formulations inductrices, des formulations complexes, ou encore lutilisation dun vocabulaire inhabituel pour les sujets interrogés sont à éviter une question doit être formulée de façon : i) simple ii) non ambiguë (elle doit être comprise de la même manière par tous les sujets) iii) univoque (elle doit renvoyer à une seule caractéristique)

29 2) les types de questions utilisées on distingue classiquement 2 dichotomies : i) questions de fait / questions dopinion Une question de fait porte sur une caractéristique objective Exemple : « Possédez-vous le permis de conduire? » Une question dopinion porte sur une caractéristique subjective Exemple : « Estimez-vous que les candidats à lélection présidentielle sont à lécoute des français? » ii) questions ouvertes / questions fermées Cette distinction renvoie au type de modalité de réponse proposée

30 Dans une question ouverte, le sujet questionné est – relativement – libre dans lexpression de sa réponse Dans une question fermée, le sujet questionné doit exprimer sa réponse au travers de modalités prédéfinies Exemple : Oui Non 3) les biais de réponse i) effet dordre : leffet de Halo La réponse à un item peut être influencée par les items précédant (le contenu de ces items et/ou les réponses qui y ont été faites). Cet effet se produit souvent dans les questionnaires portant sur des jugements

31 ii) styles de réponse ­tendance à lacquiescement : souvent, lorsquun sujet hésite dans sa réponse ou souhaite répondre au hasard, il ne répond pas au hasard et a tendance à choisir dans ce cas significativement plus les réponses de type « Oui », « Vrai », « Toujours » (acquiescement) que les réponses de type « Non », « Faux », « Jamais » ­désirabilité sociale : un questionnaire correspond, du point de vue du sujet questionné, à une situation dauto-présentation : le sujet présente des informations sur lui-même et sait que lon tente daccéder à ces informations Cette situation induit un biais chez certains sujets appelé désirabilité sociale : ces sujets ont tendance à produire les réponses les plus désirables socialement Exemple : « Je suis toujours courtois, même avec les gens désagréables » pas du tout tout à fait daccord

32 Les étapes de la construction dun questionnaire 1) définition des aspects généraux du questionnaire 2) élaboration des items (passation dentretiens exploratoires auprès de quelques sujets de la population concernés afin de déterminer lunivers langagier de celle-ci) 3) rédaction de la première version du questionnaire 4) passation, analyse des résultats 5) modifications et rédaction de la seconde version du questionnaire

33 2.2.3 Le test Principe Le test constitue une autre forme dinterrogation standardisée le test et le questionnaire peuvent porter sur des mêmes construits, mais le test est plus adapté pour appréhender des aptitudes (intelligence, mémoire, etc.) Exemple : ­test de dépendance/indépendance à légard du champ :

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35 ­épreuve dun test de mémoire de travail (épreuve des blocs de Corsi) : 9 cubes sont disposés aléatoirement sur une planche face au sujet. Lexpérimentateur touche un nombre prédéfini de cubes suivant une séquence particulière que le sujet doit reproduire ­test de rotation mentale : on présente au sujet des paires de stimuli géométriques. Il doit dire le plus rapidement possible si les 2 stimuli sont identiques ou différents (on mesure le temps de réponse)

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39 à titre dinformation :

40 La notion détalonnage Prenons une personne dont le poids est de 67 kg. Que peut-on dire de ce poids? Pour que cette valeur prenne un sens, il faut la situer dans un groupe de référence si cette personne est une femme, alors cette personne est plutôt lourde (beaucoup de femmes ont un poids < 67 kg) si cette personne est un homme, alors cette personne est plutôt légère (beaucoup dhommes ont un poids > 67 kg) Soient x une variable donnée et x i la valeur de cette variable pour le sujet i. Situer ce sujet dans un groupe de référence, cest situer la valeur x i dans la distribution de la variable x mesurée sur un échantillon représentatif de la population à laquelle appartient le sujet i construire un étalonnage, cest construire cette distribution qui sert de référence

41 La loi normale et la notion de score centré-réduit 1) la loi normale la loi normale (ou loi de Laplace-Gauss) est une fonction mathématique appartenant à une classe particulière de fonctions appelées fonctions de densité de probabilité. Cette fonction caractérise la distribution de certaines variables aléatoires cette fonction se caractérise par 2 paramètres : m : la moyenne de la distribution (indice de tendance centrale) σ : lécart-type de la distribution (indice de dispersion) on la note parfois L ~ N (m,σ) la représentation graphique dune distribution normale prend la forme dune courbe en cloche

42 une variable dont la distribution suit une loi normale :

43 2) score centré-réduit Soient x une variable aléatoire de distribution normale (m,σ) et x i la valeur de cette variable pour le sujet i (score brut). Il est souvent utile de situer cette valeur (et donc le sujet) dans la distribution globale. Pour cela, on transforme le score brut x i en score centré- réduit z i : z i exprime la distance de x i à la moyenne m en valeur décart-type lopération de centrage-réduction permet de comparer des scores issus de distributions normales différentes

44 Exemple : Un membre dune entreprise de commerce chargé du recrutement, monsieur X, a élaboré un test permettant de mesurer les aptitudes commerciales dun sujet. Les scores à ce test varient entre 0 et 21. Monsieur X a attendu la fin de lannée universitaire afin de faire passer son test aux jeunes diplômés dune promotion HEC (N = 100). Il est prêt à proposer un stage rémunéré dans son entreprise au sujet qui obtiendra le meilleur score à son test. Le premier sujet (i) à qui monsieur X fait passer son test obtient un score de 15 (x i = 15). Monsieur X se dit que le score de ce premier sujet est très satisfaisant et il préfère miser sur ce sujet plutôt que de faire passer son test aux 99 autres sujets. Le démarche de monsieur X est-elle pertinente? admettons que monsieur X ait fait passer son test à lensemble de la promotion des jeunes diplômés et quil ait observé ceci :

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46 le score centré-réduit z i du sujet i vaut : ce score signifie que la performance du sujet i est supérieure aux performances de 80 sujets de sa promotion. Autrement dit, 20 sujets font mieux que lui. La performance du sujet i est donc bonne mais pas exceptionnelle Conclusion : un test non étalonné na pas de valeur

47 2.3 Les méthodes multivariées (plans corrélationnels) La notion de variable Les types de variables Une variable est une caractéristique définie admettant plusieurs modalités différentes (au moins 2) 1) variable qualitative / variable quantitative ­variable qualitative : caractéristique définie admettant plusieurs modalités qualitativement différentes Exemple : catégorie socio-professionnelle, sexe ­variable quantitative : caractéristique définie admettant plusieurs modalités quantitativement différentes Exemple : revenus, poids

48 2) variable externe / variable interne : ­variable externe : variable faisant partie du monde extérieur (également appelée variable exogène, variable situationnelle) Exemple : température extérieure, nombre de spectateurs ­variable interne : variable constitutive de lindividu (également appelée variable endogène, variable dispositionnelle) Exemple : intelligence, névrosisme 3) variable latente / variable manifeste : ­variable latente : variable dont les modalités sont inobservables directement Exemple : intelligence, stress

49 ­variable manifeste : variable dont les modalités sont directement observables Exemple : quotient intellectuel, score questionnaire de stress Les niveaux de mesure dune variable Les différents niveaux de mesure dune variable sont relatifs aux variables manifestes Le niveau de mesure dune variable renvoie aux propriétés des relations entre les valeurs de cette variable On distingue 4 niveaux de mesure : 1) le niveau nominal : les valeurs dune variable nominale nont pas dautre propriété que celle dêtre qualitativement différentes

50 Exemple : « Vous êtes : 1. Homme 2. Femme » la réponse des sujets à cet item est une variable nominale : les nombres (1 et 2) utilisés pour représenter les valeurs de cette variable sont utilisés en tant quéléments différents 2) le niveau ordinal : les valeurs dune variable ordinale possèdent la propriété dordre Exemple : « Vous prenez le train : 1. Jamais 2. Rarement 3. Assez souvent 4. Souvent 5. Très souvent » la réponse des sujets à cet item est une variable ordinale : les nombres (1, 2, 3, 4 et 5) utilisés pour représenter les valeurs de cette variable sont utilisés en tant quéléments ordonnés

51 3) le niveau dintervalles : les valeurs dune variable dintervalles possèdent la propriété de distance Exemple : La position dun point sur une ligne (une ligne ne possède pas dorigine) 4) le niveau de rapports : les valeurs dune variable de rapports possèdent la propriété de rapport (on peut multiplier et diviser les valeurs entre elles) Exemple : Le temps relation entre une variable de rapports et une variable dintervalles : On considère une variable de rapports x que lon va transformer en une variable dintervalle y

52 ­on pose : où k est une constante arbitraire ­prenons 2 valeurs de x, x 1 et x 2 telles que on peut faire ceci sur x car x est une variable de rapports ­on a :

53 ­comparons x 2 – x 1 et y 2 – y 1 : la distance entre x 1 et x 2 est préservée sur y (ceci est dû au fait que la transformation de x en y est linéaire) ­comparons et :

54 le rapport entre x 1 et x 2 nest pas préservé sur y (ceci est dû au fait que la quantité soustraite de x nest pas proportionnelle à x) dans cette transformation dune variable de rapports en une variable dintervalles ( ), k est lorigine arbitraire de léchelle de mesure de la variable y Exemple : La mesure de la température en Kelvin est une mesure de rapports alors que la mesure de la température en degrés Celsius est une mesure dintervalles °C = K – 273,15 pour K = 0, on a le « 0 absolu » : cette valeur correspond à lorigine dans léchelle des Kelvin et à la valeur – 273,15 dans léchelle des degrés Celsius

55 2.3.2 La notion de relation entre 2 variables La notion de corrélation La notion de corrélation – de type Bravais-Pearson – est relative aux variables dont le niveau de mesure est au minimum dintervalles Le coefficient de corrélation entre 2 variables indique le degré de relation linéaire entre ces 2 variables Soient x1 et x2 deux variables dont on dispose de N observations chacune, le coefficient de corrélation (rho) entre x1 et x2 vaut :

56 Un coefficient de corrélation varie entre 1 et – 1 si r est positif : la corrélation est positive (les 2 variables varient dans le même sens) si r est négatif : la corrélation est négative (les 2 variables varient en sens inverse) le degré de relation linéaire entre les 2 variables est dautant plus élevé que la valeur de r est élevé (en valeur absolue) Exemple : On étudie la réussite de 100 étudiants en médecine à un examen danatomie en fonction du nombre dheures quils ont passées à réviser pour cet examen

57 nuage de points

58 La notion de régression La régression – linéaire – est une technique statistique permettant de prédire la valeur dune variable à partir de la valeur dune (régression simple) ou de plusieurs variables (régression multiple) sur la base dun modèle linéaire la variable dont on prédit la valeur est appelée critère (ou variable expliquée) la (ou les) variable(s) permettant de prédire cette valeur est appelée prédicteur (ou régresseur ou variable explicative) Soient y le critère et x le prédicteur, le modèle permettant de prédire les valeurs de y à partir de celles de x est le suivant : critère coefficient prédicteur intercept de régression

59 on a : ce modèle définit léquation de la droite de régression Exemple : Dans lexemple précédent, on note x le nombre dheures passées à réviser pour lexamen (prédicteur) et y la note à lexamen (critère). Lapplication dune régression de y sur x va permettre de prédire, pour un sujet donné, la note à lexamen à partir du nombre dheures de révision

60 : droite de régression

61 Linterprétation dune relation entre 2 variables La mise en évidence dune relation entre 2 variables doit être distinguée de linterprétation de cette relation lexistence dune corrélation importante entre 2 variables ne signifie pas quil existe un lien de causalité entre celles-ci On distingue 4 façons dinterpréter une relation entre 2 variables x et y (x y) : 1) x influence y : x y 2) y influence x : x y 3) x et y sinfluencent réciproquement : x y 4) x et y sont influencées par une troisième variable z : z x y

62 Exemple : On réalise une étude concernant le comportement des individus sur la plage, durant lété. Pendant les 31 jours du mois de juillet, on relève sur une plage donnée le nombre de lunettes de soleil portées (%) et le nombre de glaces consommées par individu. On constate une relation positive importante entre ces 2 variables

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64 comment interpréter cette relation? 1) est-ce le fait de porter des lunettes de soleil qui pousse à consommer des glaces? 2) est-ce le fait de consommer des glaces qui pousse à porter des lunettes de soleil? 3) est-ce que ces 2 comportements sinfluence mutuellement? 4) est-ce que ces 2 comportements sont sous linfluence dune troisième variable? nombre de lunettes nombre de glaces de soleil portées (%) consommées par individu température extérieure

65 Principe des méthodes multivariées Les méthodes multivariées permettent de prendre en compte un grand nombre de variables dans une même analyse Le principe fondamental des méthodes multivariées consiste à résumer lorganisation des relations entre un ensemble de variables à laide dun ensemble plus restreint de variables les relations entre les variables dont on souhaite résumer lorganisation peuvent être exprimées par la corrélation Quelques méthodes multivariées : ­régression multiple ­analyse en composantes principales ­analyse factorielle

66 La méthode expérimentale est la méthode scientifique par excellence Elle est massivement utilisée dans lensemble des sciences : physique, biologie, éthologie, économie… La méthode expérimentale est la seule méthode permettant de conclure rigoureusement à lexistence de liens causaux entre plusieurs variables 3. La méthode expérimentale et les plans expérimentaux

67 3.1 Lexpérimentation : histoire, notions, principes et démarche générale Histoire Claude Bernard (1813 – 1878) est un physiologiste français. Dans Introduction à létude de la médecine expérimentale (1865), il a défini les principes fondamentaux de la recherche scientifique expérimentale

68 Expérience princeps de C. Bernard tirée de Leçons sur les substances toxiques et médicamenteuses (1857) C. Bernard cherche à déterminer le mode daction du curare le curare est une substance toxique extraite de certaines lianes dAmazonie qui, lorsquelle est injectée dans lorganisme (au travers du système sanguin), provoque une paralysie musculaire Il est utilisé par certains indiens dAmérique du Sud comme poison dont ils enduisent le bout de leurs flèches pour tuer leurs proies pour déterminer le mode daction du curare, C. Bernard doit dabord identifier le site daction de cette substance il a observé que le curare produisait une altération du système moteur, mais pas du système sensoriel

69 « sujets » de lexpérience : expérience : nerf jonction neuromusculaire muscle condition 1 condition 2 condition 3 réponse musculaire réponse musculaire pas de réponse musculaire curare prélevé sur lapin, chien

70 variables de lexpérience : ­C. Bernard fait varier la zone physiologique soumise au curare (variable indépendante) ­il relève dans chaque condition la réponse musculaire (variable dépendante) daprès ses résultats, C. Bernard conclut que la zone physiologique soumise au curare détermine la production de la réponse musculaire, et plus précisément, que le site daction du curare dans lorganisme est au niveau des jonctions entre les nerfs et les neurones moteurs (synapses neuromusculaires)

71 3.1.2 Notions Les variables de lexpérimentation 1) variable indépendante / variable dépendante : ­variable indépendante (VI) : variable que lon fait varier de façon systématique et dont on étudie linfluence sur une ou plusieurs variables dépendantes. Dans la terminologie expérimentale, une variable indépendante est également appelée facteur ­variable dépendante (VD) : variable correspondant à la réponse des sujets. Cest la variable dont suppose que les variations sont déterminées par les variations de la (ou des) VI de lexpérience 2) facteur-sujet : dans une expérience, facteur dont les différentes modalités correspondent aux différents sujets de lexpérience

72 3) facteur invoqué / facteur manipulé : ­facteur invoqué : variable indépendante interne ­facteur manipulé : variable indépendante externe 4) variable contrôlée / variable parasite : ­variable contrôlée : variable dont les modalités sont maintenues constantes entre les différentes conditions expérimentales ­variable parasite : variable non contrôlée Système de notation de Rouanet et Lépine (1976) la formulation de la structure dun plan expérimental dans ce système se fait uniquement à laide des facteurs non constants (facteurs ayant au moins 2 modalités). La (ou les) VD napparaissent pas dans la notation

73 dans ce système de notation, on distingue 2 types de facteurs : ­les facteurs expérimentaux : ils sont représentés par une lettre majuscule dont lindice correspond au nombre de modalités du facteur Exemple : facteur Age à 5 modalités noté A 5 ­les facteurs aléatoires : facteurs non contrôlés; dans presque tous les cas, on considère que le seul facteur aléatoire de lexpérience est le facteur-sujet. La lettre majuscule représentant le facteur aléatoire est souligné et son indice correspond au nombre de ses modalités Exemple : facteur-sujet à 20 modalités (20 sujets) S 20

74 3.1.3 Principes Comparaison « toutes choses égales par ailleurs » Le principe fondamental de lexpérimentation consiste à comparer plusieurs conditions expérimentales entre elles (ces conditions étant définies par les facteurs de lexpérience) Lorsque lon compare 2 conditions expérimentales, celles-ci doivent différer sur une caractéristique uniquement, cette caractéristique correspondant au (ou à lun des) facteur(s) de lexpérience Si cette condition est respectée, on dit que la comparaison est « toutes choses égales par ailleurs » 2 procédures sont nécessaires pour assurer une telle comparaison : 1) la standardisation : les conditions dapplication du protocole doivent être identiques pour tous les sujets

75 cette procédure permet de contrôler les variables externes 2) lhomogénéisation : les différences entre les sujets des différents groupes doivent être minimales cette procédure permet de contrôler les variables internes Linduction dune relation de causalité Admettons que lon compare 2 conditions expérimentales et que lon observe une différence (sur la VD) entre celles-ci. Si, toutes choses égales par ailleurs, ces 2 conditions diffèrent uniquement sur un facteur F, alors on peut conclure à une relation de causalité entre le facteur F et la VD : F VD C. Bernard (1865) : « La seule preuve quun phénomène joue le rôle de cause par rapport à un autre, cest quen supprimant le premier, on fait cesser le second »

76 dune façon générale, on peut conclure à une relation causale entre 2 variables x (facteur causal) et y si : 1) une variation de x entraîne systématiquement une variation de y 2) les conditions comparées ne diffèrent que par rapport à x Démarche générale de lexpérimentation 1) établir une hypothèse expérimentale variable latente 1 variable latente 2 : hypothèse générale opérationnalisation variable manifeste 1 variable manifeste 2 : hypothèse opérationnelle

77 opérationnaliser un construit (variable latente), cest faire correspondre un indicateur empirique (variable manifeste) à ce construit une hypothèse expérimentale générale stipule une relation causale entre 2 variables latentes une hypothèse expérimentale opérationnelle stipule une relation causale entre 2 variables manifestes Exemple : intelligence réussite scolaire quotient intellectuel niveau détude familiarité mots identification mots fréquence dusage seuil didentification mots

78 2) mettre en place un plan expérimental ­plan factoriel ­plan en carré latin ­plan à groupes indépendants ­plan à mesures répétées ­plan quasi complet 3) traiter les données ­recueil ­analyse ­interprétation

79 3.2 Les expériences à une variable indépendante Les plans à groupes indépendants Dans les plans à groupes indépendants à une VI, on associe différents groupes de sujets aux conditions expérimentales définies par les modalités de la VI Principe Rappel : dans la terminologie expérimentale, le facteur-sujet est le facteur dont les modalités correspondent aux différents sujets de lexpérience. Ce facteur est noté S Soit G le facteur expérimental (VI), dans le système de notation de Rouanet et Lépine (1976), un plan à groupes indépendants à une VI se note : S (se lit « S dans G »)

80 Relation demboîtement : dans cette formule, on dit quil existe une relation demboîtement entre le facteur S et le facteur G : S est le facteur emboîté et G est le facteur emboîtant il existe une relation demboîtement entre 2 facteurs si : 1) à chaque modalité du facteur emboîté correspond une seule modalité du facteur emboîtant 2) à chaque modalité du facteur emboîtant correspond au moins 2 modalités du facteur emboîté

81 Exemple : S 5 lorsque chaque modalité du facteur emboîtant est associée au même nombre de modalités du facteur emboîté, on dit que le plan est équilibré s 1 s 2 s 3 g 1 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 g 2 s 9 s 10 facteur emboîté : S facteur emboîtant : G

82 Exemple : S 10 : signifie que le facteur expérimental comporte 3 modalités (lexpérience comporte 3 conditions), avec 10 sujets par condition (le plan est équilibré) S : le fait que S ne soit pas indicé signifie quil ny a pas le même nombre de sujets dans les 3 conditions (le plan nest pas équilibré) Dans les plan à groupes indépendants à un facteur, le facteur est un facteur inter-sujets un facteur inter-sujets (between subjects factor) est un facteur dont les différentes modalités sont associées à des groupes de sujets différents

83 Tableau des résultats dun plan à groupes indépendants à un facteur S : facteur-sujet (N sujets) G : facteur expérimental (K modalités) x : variable dépendante

84 Exemples Exemple 1 description : On étudie linfluence de lécoute de différents styles musicaux sur lefficacité de lapprentissage. Pendant la période des révisions pour les épreuves du BAC, on constitue un échantillon de 15 lycéens en classe de terminale. On constitue 3 groupes de 5 sujets : les sujets de ces 3 groupes écoutent de la musique dun style donné 30 min/jour pendant une semaine Les sujets du premier groupe écoutent de la musique classique; les sujets du deuxième groupe écoutent de la musique jazz; et les sujets du troisième groupe écoutent de la musique rock variables : ­VI : style de musique (M 3 ) ­VD : moyenne aux épreuves du BAC (x)

85 notation : S 5 schéma : s 1 s 2 s 3 m 1 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 m 2 s 9 s 10 s 11 s 12 s 13 m 3 s 14 s 15 facteur S facteur M

86 tableau :

87 Exemple 2 : la notion de condition contrôle description : On étudie lefficacité dune nouvelle substance pharmaceutique destinée à diminuer le stress. On constitue un échantillon de 10 sujets et on forme 2 groupes de 5 sujets. Les sujets du premier groupe reçoivent un traitement comportant la molécule testée; les sujets du second groupe reçoivent un traitement identique comportant un placebo. A la fin du traitement, les sujets passent un questionnaire de stress variables : ­VI : traitement (T 2 ) ­VD : score au questionnaire de stress notation : S 5

88 Remarque : Dans ce type dexpériences, on distingue une condition expérimentale et une condition contrôle : les sujets passant la condition expérimentale forment le groupe expérimental, les sujets passant la condition contrôle forment le groupe contrôle Une condition contrôle est une condition dans laquelle le ou les facteurs expérimentaux ninterviennent pas Dune façon générale, lusage dune condition contrôle fournit des informations sur le comportement « normal » des sujets sur la VD. Les performances des sujets dans la condition contrôle constituent donc une point de référence (ligne de base) lorsque lon compare des différentes conditions

89 Léquivalence des groupes Dans une plan à groupes indépendants, on doit sassurer de léquivalence des groupes : les groupes indépendants sont équivalents sils diffèrent uniquement sur le facteur que lon fait varier (cf. principe de la comparaison toutes choses égales par ailleurs) on distingue 2 techniques permettant de se rapprocher de cette équivalence : 1) laffectation aléatoire (ou randomisation des sujets) : Technique dassignement des sujets de léchantillon aux différentes conditions expérimentales telle que la probabilité que chaque sujet soit assigné aux différentes conditions est identique. Cette technique assure lhomogénéisation des groupes

90 Exemple : Expérience de Zajonc, Heingartner et Herman (1969) sur la facilitation sociale chez les blattes phénomène de facilitation sociale : la présence dautrui exerce une influence positive sur la performance individuelle description : On constitue un échantillon de 10 blattes que lon divise en 2 groupes. Chaque blatte est placée dans un labyrinthe et on mesure le temps que la blatte met à parcourir le labyrinthe. Dans la première condition, chaque blatte du 1 er groupe est en compagnie dautres blattes; dans la deuxième condition, chaque blatte du 2 ème groupe est seule dans le labyrinthe. Lhypothèse est que les blattes iront plus vite dans la première condition que dans la deuxième condition variables : ­VI : présence/absence de congénères (C 2 ) ­VD : temps de parcours du labyrinthe

91 notation : S 5 tableau : échantillon :

92 cas a) : affectation aléatoire Condition 1 (c1) Condition 2 (c2)

93 cas b) : affectation non aléatoire Condition 1 (c1) Condition 2 (c2)

94 2) lappariement : Technique consistant à minimiser les écarts entre les sujets des différents groupes sur certaines variables. Ces variables sont appelées variables appariées et les groupes constitués sont appelés groupes appariés Exemple : Expérience de Zajonc et al. (1969)

95 lappariement est conseillé dans les expériences comportant peu de sujets car dans ces cas, la randomisation peut conduire à former des groupes présentant des différences notables entre eux lappariement possède 2 inconvénients majeurs : 1) on ne connaît pas toujours toutes les variables à apparier 2) apparier sur une variable peut amener – sans le vouloir – à créer des différences entre les groupes relativement à une (ou plusieurs) autre(s) variable(s) Remarque : Dans certains plans à groupes indépendants, il nest pas possible daffecter aléatoirement les sujets aux différentes conditions expérimentales. Cest le cas lorsque la VI est un facteur invoqué Exemple : sexe, intelligence

96 Dans ce cas, on associe des groupes de sujets différents aux conditions expérimentales qui correspondent aux différentes modalités du facteur invoqué Exemple : groupe 1 : hommes groupe 2 : femmes Une des particularités des expériences avec un (ou plusieurs) facteur(s) invoqué(s) est que les sujets ne peuvent être affectés aléatoirement aux différentes conditions expérimentales. Pour cette raison, on qualifie ces expériences de quasi expériences

97 3.2.2 Les plans à mesures répétées Dans les plans à mesures répétées, tous les sujets passent dans toutes les conditions expérimentales : la mesure (de la VD) est répétée pour tous les sujets Principe Soit T le facteur expérimental, dans le système de notation de Rouanet et Lépine (1976), un plan à mesures répétées à un facteur se note : S * T (se lit « S croix T ») Relation de croisement : dans cette formule,on dit que le facteurs S et le facteur T sont croisés. 2 facteurs sont croisés si à chaque modalité de lun correspond toutes les modalités de lautre

98 Exemple : S 10 * T 2 s 1 s 2 s 3 t 1 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 t 2 s 9 s 10 facteur S facteur T

99 Dans un plan à mesures répétées à un facteur, le facteur est un facteur intra-sujets un facteur intra-sujets (within subjects factor) est un facteur dont lensemble des modalités est soumis à tous les sujets de lexpérience Tableau des résultats dun plan à mesures répétées à un facteur S : facteur-sujet (N sujets) T : facteur expérimental (K modalités) x : VD la mesure est répétée

100 Remarque : Dans un plan à mesures répétées, cest le même groupe de sujets qui passent dans toutes les conditions expérimentales : le groupe de sujets associé à la première condition est le même groupe que celui qui est associé à la deuxième condition, etc. On qualifie ces groupes de groupes appareillés (ne pas confondre avec groupes appariés) Exemples Exemple 1 description : On étudie linfluence de 2 régimes alimentaires sur le stress. On constitue un échantillon de 10 sujets, chaque sujet étant soumis aux 2 régimes. La soumission à chaque régime dure 15 jours : à lissue de ces 15 jours, les sujets remplissent un questionnaire de stress

101 variables : ­VI : type de régime alimentaire (R 2 ) ­VD : score au questionnaire de stress (x) notation : S 10 * R 2 schéma : s 1 s 2 s 3 t 1 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 t 2 s 9 s 10 facteur S facteur R

102 tableau :

103 Exemple 2 : la notion détude longitudinale description : On étudie linfluence de lâge sur lintelligence fluide. On constitue un échantillon de 20 sujets âgés de 5 ans. Tous les 5 ans jusquà lâge de 30 ans, chaque sujet passe un test dintelligence donné variables : ­VI : âge (A 6 ) ­VD : score test dintelligence notation : S 20 * A 6 Remarque : Dans un plan à mesures répétées, lorsque lun des facteurs a une dimension temporelle (âge, niveau détudes, etc.), on parle détude longitudinale

104 Le contrôle des effets de rang Dans un plan à mesures répétées, tous les sujets passent les différentes conditions expérimentales. Ce type de plans est donc confronté au problème de lordre de passation de ces conditions La notion deffet de rang (ou effet dordre) Exemple : description : On étudie la lisibilité de 2 polices. On élabore 2 textes : lun est écrit dans la première police, lautre est écrit dans la deuxième police, les 2 textes comportant le même nombre de caractères. On constitue un échantillon de 4 sujets. Pour chacun de ces sujets, le protocole est le suivant : on lui donne le premier texte (version papier) et sa tâche est de le taper sur ordinateur le plus vite possible. Une fois cette tâche terminée, on donne au sujet le deuxième texte (version papier) et il doit faire de même. On mesure le temps mis par le sujet pour taper chaque texte

105 variables : ­VI : type de police (P 2 ) ­VD : temps mis pour taper le texte (en secondes) notation : S 4 * P 2 les « vrais temps » (avec un intervalle de temps important entre les 2 passations) p1 p2

106 cas a) cette différence est sous-estimée à cause de leffet de rang (lui- même dû aux phénomènes dapprentissage et dhabituation), car m(p2) est sous-estimée p1 p2 rang 1 2

107 cas b) cette différence est surestimée à cause de leffet de rang, car m(p1) est sous-estimée p2 p1 rang 1 2

108 cas c) dans ce cas, on dit quon a contrebalancé le rang de passation des conditions expérimentales (p1 et p2) p1 p2 p2 p1 rang 1 2

109 3.3 Les expériences à plusieurs variables indépendantes Le modèle général de lexpérimentation Rappel : une variable possède toujours au moins 2 modalités Dans le système de Rouanet et Lépine (1976), le modèle général de lexpérimentation sécrit : S * T Cas dexpériences à une VI : un facteur inter (plan à groupes indépendants) S = S * T 1 un facteur intra (plan à mesures répétées) S * T = S * T

110 Cas dexpériences à plusieurs VI : S * … les facteurs inter se placent entre les Le facteur G peut résulter de la combinaison des facteurs inter les facteurs intra se placent après la * Le facteur T peut résulter de la combinaison des facteurs intra G T facteurs inter facteurs intra

111 3.3.2 La notion de plan factoriel La notion de plan factoriel sapplique uniquement aux expériences comportant plus dune VI Le plan factoriel dune expérience correspond à lensemble des combinaisons des modalités des différents facteurs de lexpérience (sans prendre en compte le facteur-sujet S) chacune des modalités de chaque facteur est combinée avec les modalités des autres facteurs : les facteurs autres que le facteur- sujet sont croisés chaque combinaison définit une condition expérimentale. Le nombre de conditions expérimentales est égal au produit du nombre de modalités de chaque facteur (facteur-sujet mis à part) cest le type de relation (emboîtement ou croisement) entre le facteur-sujet et les autres facteurs qui détermine la répartition des sujets dans les différentes conditions expérimentales

112 3.3.3 Les plans à groupes indépendants (bis) Principe Un plan à groupes indépendants à plusieurs VI comporte uniquement des facteurs inter Le plan factoriel dun plan à groupes indépendants à plusieurs VI sobtient en combinant toutes les modalités des facteurs entre elles. Le produit du nombre de modalités de chaque facteur définit le nombre de conditions expérimentales. Dans de tels plans, on associe des groupes de sujets différents à ces conditions Les plans à groupes indépendants à plusieurs VI se notent : S

113 Exemple Expérience à 2 facteurs inter description : On étudie les capacités de mémorisation en fonction de lâge et du type de stimuli à mémoriser. On constitue un échantillon de 20 sujets, 10 sont des enfants de 6 ans, 10 sont des enfants de 12 ans. On fait passer aux sujets une tâche de rappel immédiat en utilisant 2 types de stimuli : des mots dune syllabe et des mots de deux syllabes. Pour chaque sujet, on relève le score à la tâche de rappel variables : ­VI 1 : âge (A 2 ) (facteur inter) ­VI 2 : nombre de syllabes mot (N 2 ) (facteur inter) ­VD : score tâche de rappel (x) notation : S 5

114 S 5 plan factoriel : 4 groupes 4 conditions expérimentales A (âge) N (nombre syllabes)

115 tableau : groupe 1 groupe 2 groupe 3 groupe 4

116 3.3.4 Les plans à mesures répétées (bis) Principe Un plan à mesures répétées à plusieurs VI comporte uniquement des facteurs intra Le plan factoriel dun plan à mesures répétées à plusieurs VI sobtient en combinant toutes les modalités des facteurs entre elles. Le produit du nombre de modalités de chaque facteur définit le nombre de conditions expérimentales. Dans de tels plans, tous les sujets passent dans toutes les conditions expérimentales Les plans à mesures répétées à plusieurs VI se notent : S * F1 * F2 …

117 Exemple Expérience à 2 facteurs intra : la tâche de Stroop description : En 1935, Stroop a mis au point une tâche qui sinscrit dans le cadre de létude de lautomaticité de certains processus cognitifs. Dans cette tâche, le sujet est face à un écran et voit apparaître des mots de façon séquentielle. Ces mots possèdent une particularité : ils désignent une couleur. On distingue 3 types ditems : des items congruents dans lesquels le mot est écrit dans la même couleur que celle quil désigne (VERT); des items incongruents dans lesquels le mot est écrit dans une couleur différente de celle quil désigne (BLEU); et des items contrôles. On distingue également 2 types de tâches à réaliser : pour certains items, le sujet doit lire le mot et pour dautre items, le sujet doit dénommer la couleur dans laquelle le mot est écrit. On mesure le temps de réponse aux items (N = 20) Demo

118 variables : ­VI 1 : type ditems (I 3 ) (facteur intra) ­VI 2 : type tâche (T 2 ) (facteur intra) ­VD : temps de réponse (x) notation : S 20 * I 3 * T 2 S 20 * I 3 * T 2 plan factoriel : 1 groupe 6 conditions expérimentales I (type items) T (type tâche)

119 tableau :

120 3.3.5 Les plans quasi complets Principe Les plans expérimentaux quasi complets comportent à la fois des facteurs inter et des facteurs intra (ils combinent emboîtements et croisements) Le plan factoriel dun plan quasi complet sobtient en combinant toutes les modalités des facteurs entre elles. Le produit du nombre de modalités de chaque facteur définit le nombre de conditions expérimentales. Dans de tels plans, on distingue des mesures indépendantes et des mesures répétées Les plans quasi complets se notent : S * …

121 Exemples Exemple 1 : un facteur inter et un facteur intra description : On étudie la résolution de 2 types de problèmes en fonction du sexe. On distingue des problèmes de type concret et des problèmes de type abstrait, chaque sujet passe les 2 types de problèmes (N = 20, 10 hommes + 10 femmes) variables : ­VI 1 : sexe (X 2 ) (facteur inter) ­VI 2 : type problème (P 2 ) (facteur intra) ­VD : score (y) notation : S 10 * P 2

122 S 10 * P 2 plan factoriel : 2 groupes 4 conditions expérimentales P (type problème) X (sexe)

123 tableau :

124 Exemple 2 : un facteur inter et deux facteurs intra description : On étudie la compréhension de textes didactiques. On fait lire à 20 sujets 6 paragraphes exposant 3 notions différentes : 2 paragraphes traitent de la notion de médecine, 2 paragraphes traitent de la notion de politique et les 2 derniers traitent de la notion de travail Dans les 2 paragraphes affiliés à chaque notion, lun présente la notion de façon formelle (définition), lautre la présente de façon concrète (exemple). Avant le début de la lecture des paragraphes, on dit à la moitié des sujets quils seront questionnés sur les notions qui vont leur être présentées, et on ne dit rien à lautre moitié des sujets. On mesure le temps de lecture de chaque paragraphe

125 variables : ­VI 1 : notion (N 3 ) (facteur intra) ­VI 2 : mode présentation (M 2 ) (facteur intra) ­VI 3 : consigne (C 2 ) (facteur inter) ­VD : temps de lecture (x) notation : S 10 * N 3 * M 2 S 10 * N 3 * M 2 2 groupes 12 conditions expérimentales

126 plan factoriel : M (mode de présentation) N (notion) C (consigne) groupe 1 (c1) groupe 2 (c2)

127 tableau :

128 3.3.6 Les plans en carré latin Principe Les plans en carré latin constituent un autre type de plan expérimental que les plans factoriels Dans les plans factoriels, le nombre de conditions expérimentales augmente très rapidement avec le nombre de facteurs et le nombre de modalités des facteurs Exemple : ­2 facteurs à 2 modalités génèrent 4 conditions expérimentales ­3 facteurs à 3 modalités génèrent 27 conditions expérimentales En admettant quun de ces 3 facteurs soit un facteur inter et que les autres soient des facteurs intra, il nen reste pas moins que les sujets de chaque groupe passent 9 conditions expérimentales

129 Dans les plans en carré latin, seule une partie de lensemble des conditions expérimentales possibles (conditions que lon obtiendrait si tous les facteurs – mis à part le facteur-sujet – étaient croisés) est retenue pour lexpérience Ce type de plan expérimental sapplique à des expériences dans lesquelles : 1) le nombre de VI est égal à 3 2) les 3 VI possèdent le même nombre de modalités Soient 3 facteurs F1, F2 et F3 possédant le même nombre de modalités (n). Pour construire un plan en carré latin, on croise les 2 premiers facteurs (ce qui donne un carré de taille n × n) et on introduit les modalités du troisième facteur dans le carré formé de façon à ce que chaque ligne et chaque colonne comporte toutes les modalités de ce facteur

130 Exemple Amorçage sémantique dans une tâche damorçage sémantique – supraliminale – chaque item comporte 2 événements qui se produisent séquentiellement : une amorce puis une cible les stimuli utilisés en amorce sont des mots les stimuli utilisés en cible sont des mots et des non-mots prononçables (« CAFEL », « NOMA », …) la tâche du sujet est de dire le plus rapidement possible si la cible est un mot ou un non-mot (tâche de décision lexicale) cible amorce cible

131 dans certains items, lamorce et la cible ne sont pas reliées Exemple : dans dautres items, lamorce et la cible sont sémantiquement reliées Exemple : lintervalle de temps séparant lamorce et la cible est appelé SOA dans une tâche damorçage sémantique, la VD est le temps de réponse au items Demo cible table araignée cible docteur infirmière

132 on observe typiquement que le temps de réponse aux items dans lesquels lamorce et la cible sont sémantiquement reliées est plus faible que le temps de réponse aux items dans lesquels celles-ci ne sont pas reliées, cette différence de temps de réponse est appelée effet damorçage sémantique Expérience : description : On étudie linfluence de la visibilité de lamorce (amorce supraliminale vs. amorce subliminale) sur leffet damorçage sémantique, pour différentes valeurs du SOA (150 ms et 1000 ms) variables : ­VI 1 : relation amorce – cible (R 2 ) (facteur intra) ­VI 2 : SOA (S 2 ) (facteur intra) ­VI 3 : visibilité de lamorce (V 2 ) (facteur intra) ­VD : temps de réponse aux items

133 cas du plan factoriel : notation : S * R 2 * S 2 * V 2 plan factoriel : Relation A – C SOA visibilité amorce

134 cas du plan en carré latin : Relation A – C SOA les modalités de V apparaissent dans chaque ligne les modalités de V apparaissent dans chaque colonne

135 Le contrebalancement Le principe du plan en carré latin peut également être utilisé pour contrôler les effets de rang. Il permet de contrebalancer le rang de passation des conditions expérimentales : au niveau des lignes : ce qui assure que tous les sujets passent toutes les conditions au niveau des colonnes : ce qui assure que chaque condition est présentée à chaque rang Exemple : (conditions de lexemple précédent) ¼ des sujets passent les conditions dans lordre 1 ¼ des sujets passent les conditions dans lordre 2 ¼ des sujets passent les conditions dans lordre 3 ¼ des sujets passent les conditions dans lordre 4

136 Conclusion : la distinction plan factoriel / plan en carré latin renvoie à la façon de définir les conditions expérimentales la distinction plan à groupes indépendants / plans à mesures répétées / plan quasi complet renvoie à la façon de répartir les sujets dans ces conditions expérimentales


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