Démarche scientifique

Qu’est-ce qu’une démarche expérimentale ?

Définitions

Une démarche est une manière de progresser dans la pensée ou le raisonnement. Elle désigne la méthode adoptée pour atteindre un objectif ou aborder un problème.

La science est un ensemble cohérent de connaissances vérifiées par des méthodes expérimentales. Elle vise à décrire, expliquer et comprendre les phénomènes naturels et sociaux.

La démarche scientifique est un processus organisé pour comprendre le réel. Elle consiste à :

  • poser une question issue de l’observation d’un phénomène ou de discussions/lectures,
  • formuler des hypothèses,
  • les tester par l’expérimentation, l’observation ou la documentation,
  • confirmer ou infirmer ces hypothèses,
  • élaborer, en cas de confirmation, une théorie ou un modèle.

Elle représente ainsi la méthode de travail utilisée en recherche scientifique.

Etapes de la démarche scientifique

Méthode OHERIC

  1. Observation
  • Point de départ de toute recherche
  • Basée sur faits, modèles, théories, croyances
  • Fait émerger un problème ou un questionnement
  1. Hypothèse
  • Types :
    • Générale : explication théorique d’un phénomène
    • Opérationnelle : variables mesurables (forme « Si… alors…»)
    • Statistique : validée ou rejetée par des tests statistiques
  • Tester une hypothèse implique :
    • Formuler une hypothèse opératoire
    • Concevoir un protocole expérimental
    • Réaliser les expériences
    • Analyser les résultats
  1. Expérience : 4 règles
  • Varier un seul paramètre
  • Garder les autres constants
  • Témoin pour comparer
  • Répéter pour fiabilité
  1. Résultats
  • Observer et consigner les données.
  • Comparer les tests pour vérifier la cohérence.
  • Présenter : tableaux, graphiques, schémas
  1. Interprétation et conclusion
  • Relier résultats \(\leftrightarrow\) hypothèse
  • Confirme \(\rightarrow\) hypothèse validée / possible loi (provisoire)
  • Infirme \(\rightarrow\) réviser ou nouvelles expériences
  • Conclusion : récap (obs \(\rightarrow\) hypothèses \(\rightarrow\) tests \(\rightarrow\) résultats \(\rightarrow\) interprétation).
  • La science progresse par remise en question + publication.

À quoi sert la démarche scientifique ?

  • La démarche scientifique a pour but de :
  • mieux comprendre le monde,
  • encadrer les observations et idées des chercheurs,
  • confirmer ou infirmer une hypothèse,
  • vérifier des théories existantes ou proposer de nouvelles hypothèses.
  • Elle constitue ainsi un système d’évaluation et de validation du savoir, reposant sur l’expérimentation et les tests.

Règles de base de la démarche scientifique

  • Neutralité
  • La science doit rester indépendante de toute influence politique, religieuse ou idéologique. Elle se base uniquement sur la raison et l’observation des phénomènes.
  • Prise en compte des échecs
  • Un échec expérimental doit conduire à une réflexion et à la reproduction des tests. Si l’échec persiste, l’hypothèse doit être révisée ou reformulée. -Doute
  • En science, tout ce qui n’est pas prouvé ou confirmé peut être remis en question. Le doute est donc une étape essentielle.
  • Expérimentation
  • Une théorie n’est scientifique que si elle peut être testée et confirmée par l’expérience.

Critères d’une démarche scientifique

  • Questionnement : elle part toujours d’une situation problématique.
  • Collaboration : les expériences se réalisent souvent en groupe, permettant la confrontation d’avis différents.
  • Communication : indispensable au travail collectif et essentielle pour partager les résultats.
  • Stratégies d’apprentissage : elles se développent au fil des différentes étapes de la démarche.
  • Créativité : nécessaire lors de la conception du protocole de recherche, même si elle n’a rien d’artistique.
  • Réflexivité : comparer les résultats obtenus aux hypothèses de départ suppose un retour critique sur la démarche.

Conditions et objectifs

  • Conditions
    • Maîtriser les savoirs et théories d’une discipline.
    • Utiliser des outils et instruments adaptés à la collecte et l’analyse de données (quantitatives et qualitatives).
  • Objectifs
    • Expliquer, prédire, contrôler les phénomènes naturels.
    • Construire le savoir par : observation, expérimentation, induction, déduction.
    • Faire progresser les connaissances par étapes successives (réfutations ou synthèses).

Postulats

  • Déterminisme (causes \(\rightarrow\) effets).
  • Empirisme (observations vérifiables).
  • Intégration théorique (faits \(\rightarrow\) lois \(\rightarrow\) théories).
  • Dynamique (essais/erreurs, remise en question).
  • Dimension publique (partage, reproduction, critique).
  • Évolution paradigmatique (modèles qui changent).

Raisonnements & Démarches

  • Inductif : particulier \(\rightarrow\) général (observations \(\rightarrow\) hypothèse).
  • Déductif : général \(\rightarrow\) particulier (théorie \(\rightarrow\) test).
  • Hypothético-déductif : poser \(\rightarrow\) prédire \(\rightarrow\) tester \(\rightarrow\) conclure.
  • \(\rightarrow\) Principe clé : confrontation aux faits.

Limites de la méthode

  • Vérité provisoire, révisable.
  • Risques: erreurs, fraudes, biais, contextes sociaux/idéologiques.

Cycle de recherche

  • Définir le problème + protocole
  • Collecter les données
  • Interpréter (valider / infirmer)

Lire et analyser un article scientifique

  • Questions clés
    • Problème, hypothèses, objectifs, résultats majeurs ?
    • Échantillonnage, variables, contrôles, matériel, traitements?
  • Structure IMRD
    • Introduction (problématique, objectifs)
    • Méthodes (milieu, pop., collecte, analyses)
    • Résultats (clairs, cohérents, appuyés)
    • Discussion/Conclusion (interprétation, limites, perspectives)
    • Biblio : récente, pertinente, exhaustive.