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Programme international pour le suivi des acquis des élèves (PISA)
Le Programme international pour le suivi des acquis des élèves (PISA) est un outil mis au point par l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) pour évaluer le niveau de compétences des élèves et mieux comprendre les facteurs de réussite des jeunes et des systèmes d'éducation en général. Les données sont relevées tous les trois ans.Les scores PISA informent sur les performances des jeunes en culture scientifique (sciences), en culture mathématique (mathématiques) et en compréhension de l'écrit (littératie).
Les définitions des trois domaines évalués par l'enquête PISA sont les suivantes :a) Culture scientifique : « ce qui prépare les élèves aux défis actuels et futurs dans la vie de tous les jours et au niveau professionnel, incluant à la fois la science et la technologie. (…) Dans PISA, la culture scientifique renvoie à la capacité des individus de s'engager dans des questions et des idées en rapport avec la science en tant que citoyens réfléchis. Les individus compétents en sciences sont prêts à s'engager dans des raisonnements sensés à propos de la science et de la technologie. » (Consortium PISA.ch (2018). PISA 2015 : Les élèves de Suisse en comparaison internationale. Berne et Genève : SEFRI/CDIP et Consortium PISA.ch.) b) Compréhension de l'écrit : depuis l'année 2000, la nature des lectures auxquelles les jeunes de 15 ans sont confrontés a énormément évolué et la définition de compréhension de l'écrit s'est également adaptée. « Désormais, lire c'est comprendre, utiliser, évaluer, réfléchir et s'engager dans des textes afin d'atteindre ses objectifs, de développer ses connaissances et son potentiel et de participer à la société (OCDE, 2019). » (Consortium PISA.ch (2019). PISA 2018 : Les élèves de Suisse en comparaison internationale. Berne et Genève : SEFRI/CDIP et Consortium PISA.ch) c) Culture mathématique : « aptitude d'un individu à raisonner de façon mathématique et à formuler, à employer et à interpréter les mathématiques pour résoudre des problèmes dans un éventail de contextes du monde réel. Elle nécessite notamment des concepts, des procédures, des faits et des outils pour décrire, expliquer et prévoir des phénomènes. Elle aide les individus à connaître le rôle que les mathématiques jouent dans le monde et à se comporter en citoyennes et citoyens du XXIe siècle constructifs, engagés et réfléchis, c'est-à-dire à porter des jugements et à prendre des décisions en toute connaissance de cause. » (Cadre pour les mathématiques du PISA 2022)
Selon l'OCDE, la culture est définie comme un construit basé sur :
- des contextes que l'on peut considérer comme appropriés pour des jeunes de 15 ans,
- des compétences que l'on peut raisonnablement exiger des jeunes de 15 ans,
- des connaissances que l'on peut raisonnablement exiger des jeunes de 15 ans,
- des attitudes que l'on peut raisonnablement attendre des jeunes de 15 ans.
En Suisse, les enquêtes PISA sont un projet commun de la Confédération, représentée par le Secrétariat d'Etat à la formation, à la recherche et à l'innovation (SEFRI), et des cantons, représentés par la Conférence suisse des directeurs cantonaux de l'instruction publique (CDIP).
A) L'enquête internationale : L'enquête internationale PISA évalue les compétences des jeunes de 15 ans en littératie, en sciences et en mathématiques. Ce programme, établi par l'OCDE, a été lancé en 2000 et les enquêtes se déroulent tous les trois ans. L'enquête a eu lieu dans 41 pays lors du premier (31 en 2000 et 10 après) et du deuxième cycle d'évaluation (2003), dans 56 pays lors du troisième cycle (2006), dans 73 pays lors du quatrième cycle (64 en 2009 et 9 après) et dans 63 pays lors du cinquième cycle (2012). Chaque année le nombre de pays participants au cycle d'évaluation augmente : 71 pays en 2015, 78 pays en 2018 et 86 pays en 2022.
En règle générale, entre 4 500 et 10 000 élèves sont testés dans chaque pays. La Suisse a participé à tous les cycles. Depuis 2015, les tests sont effectués sur ordinateur. Le rapport national, contenant les résultats de PISA 2018, est apparu en décembre 2019. Suite à la pandémie de COVID-19, les Pays membres de l'OCDE et les économies partenaires ont décidé de reporter l'enquête PISA 2021 à l'année 2022. L'enquête principale PISA 2022 a eu lieu du 19 avril au 27 mai 2022 et les résultats seront publiés en décembre 2023.
L'assemblée plénière de la CDIP du 23.6.2022 a décidé la participation de la Suisse à l'enquête PISA 2025. « Outre les éléments de base constitutifs de l'étude PISA (tests portant sur les sciences, la lecture et les mathématiques, et questionnaires adressés aux directions d'établissement scolaire et aux élèves), la participation inclut l'option ICT Familiarity Questionnaire (questionnaire destiné aux élèves à propos de leur degré de maîtrise des technologies de l'information et de la communication - TIC) et le domaine novateur Learning in the Digital World (LDW). La Suisse participe à l'option ICT Familiarity Questionnaire depuis la première étude PISA réalisée en 2000, en lui ajoutant pour la première fois un domaine novateur. LDW teste des domaines de compétence qui interagissent dans la résolution de tâches informatisées d'une certaine complexité. » CDIPB) L'échantillon complémentaire : L'objectif international de l'enquête PISA est de produire des indicateurs au niveau des pays, mais l'OCDE offre cependant aux pays la possibilité de compléter leur échantillon afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs à l'intérieur de leurs frontières. Le comité de pilotage suisse, a complété l'échantillon international 2000, 2003, 2006, 2009 et 2012 par des échantillons régionaux et cantonaux d'élèves de 11e année (9e année selon la numérotation avant le Concordat HarmoS de 2007). Ces échantillons supplémentaires permettent d'obtenir des indicateurs de fin de scolarité obligatoire dans les trois principales régions linguistiques (Suisse alémanique, romande et italienne) ainsi que dans les cantons ayant complété leur échantillon. La situation scolaire variant sensiblement d'une région à l'autre et d'un canton à l'autre, l'échantillon de 11e permet des comparaisons interrégionales et intercantonales. Cet échantillon complémentaire a été constitué par des échantillons d'élèves sélectionnés dans tous les cantons romands (sauf en 2000, quand la partie francophone du canton de Berne n'a pas participé à l'enquête), au Tessin et dans quelques cantons alémaniques. Plus précisément, en 2000, les cantons alémaniques ont été : Berne germanophone, Saint-Gall et Zurich ; en 2003 : Argovie, Berne germanophone, Saint-Gall, Thurgovie, Valais germanophone, Zurich ; en 2006 : Argovie, Bâle-Campagne, Berne germanophone, Saint-Gall, Schaffhouse, Thurgovie, Valais germanophone, Zurich ; en 2009 : Appenzell Rhodes-Extérieures, Argovie, Berne germanophone, Saint-Gall, Schaffhouse et Zurich; en 2012 : Argovie, Berne germanophone, Saint-Gall, Soleure et Valais germanophone. L'enquête 2012 est la dernière à disposer d'un échantillon complémentaire, exception faite pour le canton du Tessin qui continue d'avoir un échantillon plus grand (par rapport aux besoins de l'enquête internationale) lui permettant des analyses au niveau cantonal. Pour un panorama des résultats des élèves romands fréquentant la dernière année de l'école obligatoire, issus des tests PISA entre 2000 et 2012, cf. Pagnossin, Armi & Matei. – Documents informatifs et indicateurs de l'Espace romand de la formation : année 2014. – Neuchâtel : Institut de recherche et de documentation pédagogique (IRDP), 2015. pp. 74-80.
CADRE POUR LES MATHÉMATIQUES DU PISA 2022
« Le cadre pour les mathématiques du PISA 2022 définit les bases théoriques des épreuves de mathématiques du PISA à la lumière du concept fondamental de la culture mathématique, en reliant le raisonnement mathématique et trois processus du cycle de résolution de problèmes (modélisation mathématique). Il présente la répartition des connaissances mathématiques entre quatre catégories de contenus mathématiques. En outre, il décrit les quatre catégories de contextes, c'est-à-dire les situations dans lesquelles les élèves auront à mener à bien des tâches mathématiques.
L'évaluation du PISA permet de déterminer dans quelle mesure les pays préparent leurs élèves à utiliser les mathématiques dans tous les aspects de leur vie personnelle, civique et professionnelle, pour une citoyenneté du XXIe siècle à la fois constructive, engagée et réfléchie.
Le PISA 2022 vise à examiner les mathématiques dans un monde en rapide évolution, mu par de nouvelles technologies et tendances, dans lequel les citoyennes et citoyens sont créatifs et engagés et prennent des décisions non routinières pour eux et la société dans laquelle ils vivent. D'où l'importance de pouvoir raisonner mathématiquement, qui a toujours fait partie du cadre du PISA. Le changement technologique donne également lieu à la nécessité pour les élèves de comprendre les concepts de la pensée computationnelle qui font partie de la culture mathématique. Enfin, le cadre reconnaît que la majorité des élèves participant au PISA ont accès à un test amélioré assisté par ordinateur. »
Cadre pour les mathématiques du PISA 2022
Source : Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), https://pisa2022-maths.oecd.org/fr/index.html#Overview
Le contexte, en tant que place des problèmes dans le monde des individus, est l'un des aspects importants de la culture mathématique. Le contexte dans lequel se pose un problème influence, en effet, le choix des représentations et des stratégies mathématiques les plus appropriées. Les contextes personnels portent sur les activités d'une personne ou de son entourage (par exemple, choix d'un nouveau frigo) ; les contextes professionnels se situent dans le monde du travail (par exemple, calculer le devis pour changer le carrelage d'une piscine) ; les contextes sociétaux portent sur la communauté (par exemple : calculer le trajet plus court en utilisant différents transports publics) ; les contextes scientifiques portent sur le monde naturel, les sciences ou la technologie (par exemple, calculer la taille d'un dinosaure d'après des empreintes de pieds).
La capacité de raisonner logiquement et de présenter des arguments de façon honnête et convaincante (raisonnement mathématique) est reliée aux processus suivants :
- Formuler : « capacité qu'a une personne d'établir et de reconnaître des possibilités d'utiliser les mathématiques, puis de structurer sous forme mathématique un problème présenté jusqu'à un certain point sous une forme contextualisée. » Les individus « transposent dans le domaine des mathématiques un problème qui s'inscrit dans un contexte tiré du monde réel et lui donnent une structure, une représentation et une spécificité d'ordre mathématique. Ils réfléchissent aux contraintes et aux hypothèses, en découvrent le sens et raisonnent à leur sujet. »
- Employer : « capacité des individus d'appliquer des concepts, des faits, des procédures et des raisonnements mathématiques pour résoudre des problèmes énoncés de façon mathématique afin d'aboutir à des conclusions mathématiques. »
- Interpréter (et évaluer) « capacité des individus de réfléchir à des solutions, à des résultats ou à des conclusions mathématiques et de les interpréter dans le cadre de problèmes tirés du monde réel à l'origine du processus. Ce processus consiste à traduire des solutions mathématiques ou à replacer le raisonnement dans le contexte du problème, puis à déterminer si les résultats sont plausibles et appropriés dans le contexte du problème. »
Les contenus mathématiques sont regroupés en quatre catégories :
- Quantité : « englobe la quantification d'attributs d'objets, de relations, de situations et d'entités dans le monde, la compréhension de diverses représentations de ces quantifications et l'évaluation d'interprétations et d'arguments fondés sur la quantité. »
- Incertitude et données : dans cette catégorie, « il s'agit de reconnaître la place de la variation dans les processus, de comprendre l'ampleur de cette variation, d'admettre la notion d'incertitude et d'erreur dans les mesures et de connaître le concept de chance. Il faut également formuler, interpréter et évaluer des conclusions dans des situations où règne l'incertitude. »
- Variations et relations : pour mieux les comprendre, « il faut tout d'abord comprendre les types fondamentaux de changement et les reconnaître lorsqu'ils se produisent. Il s'agit là d'une étape essentielle pour utiliser des modèles mathématiques adaptés qui permettent de décrire et de prévoir les changements. En termes mathématiques, cela revient à modéliser les variations et les relations grâce à des fonctions et à des équations appropriées, ainsi qu'à créer, à interpréter et à traduire des représentations graphiques et symboliques des relations. »
- Espaces et formes : « englobe un large éventail de phénomènes omniprésents dans notre environnement visuel et physique : les régularités, les propriétés des objets, les positions et les orientations, les représentations d'objets, l'encodage et le décodage d'informations visuelles, la navigation et les interactions dynamiques avec des formes réelles ainsi qu'avec leur représentation. »