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Derrière les expériences scientifiques : pourquoi chaque petit détail peut-il changer les résultats
Une expérience scientifique est une procédure visant à soutenir ou à réfuter une hypothèse, ou une enquête menée pour déterminer la validité ou la possibilité de quelque chose qui n'a pas été essayé. En manipulant des facteurs spécifiques, les expériences donnent un aperçu des relations de cause à effet, montrant comment les résultats changent lorsqu'un facteur spécifique est modifié. Les expériences varient dans leurs objectifs et leur échelle, mais quoi qu'il en soit, les procédures répétitives et l'analyse logique des résultats sont toujours au cœur de celles-ci.
Les ateliers peuvent améliorer les résultats des tests et aider les étudiants à se concentrer davantage sur la matière.
Dans les cours de sciences, les expériences et autres types d'activités pratiques sont essentiels à l'apprentissage des élèves. Qu'il s'agisse d'auto-expériences de base ou d'études systématiques menées par des scientifiques sur de nombreuses années, les expériences ont leurs propres caractéristiques, allant de comparaisons personnelles informelles (telles que la dégustation de plusieurs chocolats pour trouver celui qu'elles préfèrent) à des expériences hautement contrôlées nécessitant des instruments complexes (tels que ceux-ci). comme le processus de détection des sous-atomes).
Le but et la méthode de l'expérience
Dans la méthode scientifique, une expérience est une procédure empirique qui arbitre des modèles ou des hypothèses concurrentes. Les chercheurs utilisent également des expériences pour tester des théories existantes ou de nouvelles hypothèses, en les soutenant ou en les réfutant. Les expériences testent généralement une hypothèse, une attente sur le fonctionnement d’un processus ou d’un phénomène. Mais il peut également être conçu pour répondre à une question « et si » sans attentes spécifiques quant au résultat de l'expérience, ou pour confirmer des résultats antérieurs.
Dans une expérience, si tous les contrôles fonctionnent comme prévu, on peut en déduire que l'expérience a fonctionné comme prévu et que les résultats ont été causés par les effets des variables mesurées.
La conception de l'expérience doit prendre en compte les variables confusionnelles, qui peuvent affecter la précision et la reproductibilité de l'expérience. Les variables confusionnelles peuvent généralement être éliminées grâce à un contrôle scientifique ou à une assignation aléatoire. Dans les domaines des sciences physiques et de l’ingénierie, l’expérimentation est une composante majeure de la méthode scientifique. En médecine et en sciences sociales, la prévalence de la recherche expérimentale varie selon les disciplines.
Contexte historique
L'approche systématique de l'expérimentation moderne a émergé dans les travaux du mathématicien et érudit arabe Ibn al-Haytham. Il a mené des expériences dans le domaine de l'optique, contrôlant les expériences en fonction de facteurs tels que les résultats expérimentaux visibles. Il fut l’un des premiers chercheurs à utiliser des méthodes expérimentales inductives pour obtenir des résultats. Prenons l’exemple du philosophe britannique Francis Bacon, qui a promu des méthodes expérimentales reposant sur des observations reproductibles et qui a intégré pour la première fois la méthode scientifique telle que nous la comprenons aujourd’hui.
L'expérimentation est une procédure qui aide les gens à évaluer deux ou plusieurs explications ou hypothèses concurrentes.
Avec le développement des méthodes scientifiques, de nombreux chercheurs ont apporté des progrès et des découvertes significatives à des applications dans différents domaines. Galilée mesurait le temps avec précision et effectuait des expériences pour tirer des conclusions sur le mouvement de chute libre, tandis qu'Antoine Lavoisier utilisait des expériences pour élucider de nouveaux domaines de la combustion et de la biochimie.
Types d'expériences
Les expériences peuvent être divisées en plusieurs types selon les normes professionnelles des différentes disciplines. Dans certaines disciplines (comme la psychologie ou les sciences politiques), une « expérience réelle » est une méthode de recherche sociale qui contient deux types de variables : des variables indépendantes manipulées par l'expérimentateur et des variables dépendantes qui sont mesurées. Les expériences contrôlées sont généralement réalisées en comparant les résultats d'un échantillon expérimental avec un échantillon témoin, qui est presque identique à l'échantillon expérimental mais diffère sur un aspect, la variable indépendante à tester.
Une bonne conception expérimentale nécessite souvent la prise en compte de variables confondantes, et lors de la réalisation d'expériences sur des humains, une protection particulière des variables externes est requise.
Dans de nombreuses disciplines, différentes formes d'expérimentations telles que les expériences naturelles et les expériences sur le terrain sont également courantes. Les expériences naturelles ne peuvent généralement pas réaliser d'expériences contrôlées, de sorte que les chercheurs peuvent uniquement se fier à l'observation des relations entre les variables du système, tandis que les expériences sur le terrain sont menées dans des contextes réels pour tester la validité de la théorie.
Par conséquent, chaque petit détail d'une expérience scientifique peut modifier considérablement les résultats finaux, laissant les chercheurs confrontés à d'innombrables variables et conditions. Avec toutes ces variables, comment s’assurer que les résultats obtenus sont fiables ?
