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    À la hauteur : Résultats canadiens de l'étude PISA de l'OCDE

    La performance des jeunes du Canada en lecture, en mathématiques et en sciences : Premiers résultats de 2009 pour les Canadiens de 15 ans

    Chapitre 2

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    Résultats canadiens en mathématiques et en sciences

    Ce chapitre fait état des résultats de l'évaluation du Programme international pour le suivi des acquis des élèves (PISA) 2009 dans les domaines secondaires des mathématiques et des sciences, du point de vue des scores et de la variation du rendement. On compare d'abord le rendement des élèves de 15 ans dans tout le Canada et dans les dix provinces à celui des élèves de 15 ans des autres pays et économies qui ont pris part au PISA 2009. Ensuite, on présente les résultats obtenus par les garçons et les filles. Viennent ensuite les résultats du rendement des élèves inscrits dans les écoles de langue anglaise et de langue française dans les provinces où les deux groupes ont été échantillonnés séparément. Enfin, on examine le rendement au fil du temps.

    Définition des mathématiques et des sciences
    Les élèves canadiens ont de bons résultats en mathématiques et en sciences
    La plupart des provinces enregistrent un rendement égal ou supérieur à la moyenne des pays de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) en mathématiques et en sciences
    Au Canada, les garçons ont de meilleurs résultats que les filles en mathématiques et en sciences
    Le Canada se distingue par une répartition du rendement plus équitable que celle de la plupart des pays de l'OCDE
    Dans la plupart des provinces, les élèves des systèmes scolaires linguistiques majoritaires devancent ceux des systèmes scolaires linguistiques minoritaires
    Le rendement des élèves canadiens en mathématiques et en sciences demeure stable au fil du temps
    Résumé

    Définition des mathématiques et des sciences

    Étant donné que les mathématiques et les sciences étaient des domaines secondaires dans l'évaluation du PISA 2009, le temps d'évaluation consacré à ces deux domaines était plus limité que celui consacré au domaine principal de la lecture. Par conséquent, le PISA 2009 permet seulement de faire une mise à jour sur le rendement global et non sur les sous-domaines dont l'évaluation était possible lorsque les mathématiques étaient le principal domaine d'évaluation en 2003 et les sciences, le domaine principal en 2006. Tout au long du présent rapport, les expressions « mathématiques » et « sciences » sont utilisées pour désigner la culture mathématique et la culture scientifique, définies dans le PISA comme suit :

    Culture mathématique : Capacité d'identifier et de comprendre le rôle joué par les mathématiques dans le monde, de porter des jugements fondés à leur propos, et de s'engager dans des activités mathématiques, en fonction des exigences de sa vie privée actuelle et future, de sa vie professionnelle et de sa vie sociale avec ses pairs et sa famille, ainsi que de sa vie en tant que citoyen constructif, impliqué et réfléchi1.

    Culture scientifique : Capacité d'utiliser ses connaissances scientifiques pour identifier les questions auxquelles la science peut apporter une réponse et pour tirer des conclusions fondées sur des faits, en vue de comprendre le monde naturel ainsi que les changements qui sont apportés par l'activité humaine et de contribuer à prendre des décisions à leur propos2.

    Les scores en mathématiques et en sciences sont exprimés sur une échelle dont la moyenne des pays de l'OCDE est de 500 points et l'écart-type, de 100. Cette moyenne a été établie dans l'année au cours de laquelle la matière en question constituait le principal domaine d'évaluation, soit 2003 pour les mathématiques et 2006 pour les sciences. Environ les deux tiers des élèves des pays membres de l'OCDE ont obtenu un score compris entre 400 et 600 (c.-à-d. situé à un écart-type de la moyenne). En raison de l'évolution du rendement au fil du temps, les scores moyens des élèves des pays de l'OCDE en mathématiques et en sciences s'écartent légèrement de 500 dans le PISA 2009.

    Un moyen de résumer le rendement des élèves et de comparer les positions relatives des divers pays consiste à examiner leurs scores moyens au test. Cependant, le simple classement des pays en fonction du score moyen peut être trompeur, car une marge d'erreur est associée à chaque score. Tel qu'exposé au chapitre 1, lors de l'interprétation des rendements moyens, il convient de ne tenir compte que des écarts statistiquement significatifs entre les pays.

    Les élèves canadiens ont de bons résultats en mathématiques et en sciences

    En moyenne, les élèves canadiens de 15 ans obtiennent de bons résultats en mathématiques et en sciences (graphiques 2.1 et 2.2). Les scores moyens des élèves canadiens, de 527 en mathématiques et de 529 en sciences, sont nettement supérieurs aux moyennes de 497 et de 501, respectivement, des pays de l'OCDE dans ces deux domaines. Le tableau 2.1 montre les pays où le rendement en mathématiques et en sciences est significativement supérieur ou égal à celui du Canada. Dans les autres pays, les élèves affichent un rendement moyen significativement inférieur à celui des élèves canadiens. Parmi les 65 pays qui ont participé au PISA 2009, sept ont surpassé le Canada en mathématiques, tandis que six pays l'ont devancé en sciences. Au moment d'établir des comparaisons avec les résultats de cycles antérieurs du PISA, il convient de souligner que les pays Shanghai-Chine, Singapour et Taipei chinois ont participé pour la première fois au PISA 2009.

    Graphique 2.1 Scores moyens estimés et intervalles de confiance des pays, provinces et économies : mathématiques

    Graphique 2.2 Scores moyens estimés et intervalles de confiance des pays, provinces et économies : sciences

    Tableau 2.1 Pays affichant un rendement supérieur ou égal à celui du Canada

    La plupart des provinces enregistrent un rendement égal ou supérieur à la moyenne des pays de l'OCDE en mathématiques et en sciences

    Dans les deux domaines secondaires du PISA 2009, le rendement des élèves dans toutes les provinces, sauf l'Île-du-Prince-Édouard, est égal ou supérieur à la moyenne des pays de l'OCDE. Comme le montre le graphique 2.1, les élèves de Terre-Neuve-et-Labrador, du Nouveau-Brunswick, du Québec, de l'Ontario, de la Saskatchewan, de l'Alberta et de la Colombie-Britannique affichent un rendement supérieur à la moyenne de l'OCDE en mathématiques; les élèves de Terre-Neuve-et-Labrador et du Manitoba ont un rendement égal à la moyenne de l'OCDE, tandis que ceux de l'Île-du-Prince-Édouard se retrouvent sous cette moyenne. Comme le montre le graphique 2.2, le rendement des élèves de Terre-Neuve-et-Labrador, de la Nouvelle-Écosse, du Québec, de l'Ontario, de la Saskatchewan, de l'Alberta et de la Colombie-Britannique est supérieur à la moyenne de l'OCDE en sciences. Les élèves du Nouveau-Brunswick et du Manitoba ont un rendement égal à la moyenne de l'OCDE en sciences, tandis que ceux de l'Île-du-Prince-Édouard ont un rendement inférieur à cette moyenne.

    Comme le montre le tableau 2.2, les élèves du Québec ont un rendement supérieur à la moyenne canadienne en mathématiques et égal à la moyenne canadienne en sciences, tandis que le rendement des élèves de l'Alberta est supérieur à la moyenne canadienne en sciences et égal à la moyenne canadienne en mathématiques. Le rendement des élèves de l'Ontario et de la Colombie-Britannique est égal à la moyenne canadienne en mathématiques ainsi qu'en sciences, tandis que le rendement des élèves de la Nouvelle-Écosse est égal à la moyenne canadienne en sciences et inférieur à la moyenne canadienne en mathématiques. Enfin, les élèves de Terre-Neuve-et-Labrador, de l'Île-du-Prince-Édouard, de la Nouvelle-Écosse, du Nouveau-Brunswick, du Manitoba et de la Saskatchewan se retrouvent sous la moyenne canadienne nationale dans les deux domaines.

    Tableau 2.2 Résultats provinciaux en mathématiques et en sciences comparativement à la moyenne canadienne

    Au Canada, les garçons ont de meilleurs résultats que les filles en mathématiques et en sciences

    Dans les pays de l'OCDE, en moyenne, les garçons devancent les filles de 12 points en mathématiques. Au Canada, les garçons obtiennent également 12 points de plus que les filles. Cet écart est beaucoup plus petit que l'écart entre les sexes en faveur des filles en lecture. Tel qu'indiqué au tableau 2.3 et au tableau B.2.6 en annexe, au niveau provincial, aucune différence significative entre les sexes au chapitre du rendement ne s'observe à Terre-Neuve-et-Labrador, à l'Île-du-Prince-Édouard, en Ontario, au Manitoba et en Saskatchewan. En revanche, les garçons devancent les filles de 16 à 18 points en Nouvelle-Écosse, au Nouveau-Brunswick, au Québec, en Alberta et en Colombie-Britannique.

    Dans les pays de l'OCDE, en moyenne, les garçons et les filles affichent un rendement comparable en sciences. Au Canada, toutefois, les garçons obtiennent 5 points de plus que les filles. Au niveau provincial, des écarts entre les sexes s'observent au Nouveau-Brunswick et au Québec, où les garçons devancent les filles de 12 et 10 points, respectivement.

    Tableau 2.3 Sommaire des différences entre les garçons et les filles pour le Canada et les provinces en mathématiques et en sciences

    Le Canada se distingue par une répartition du rendement plus équitable que celle de la plupart des pays de l'OCDE

    Si le rendement moyen permet d'évaluer le rendement global des élèves, il peut masquer des variations significatives au sein d'un pays ou d'une province. L'examen de la distribution relative des scores ou des écarts observés entre les élèves du niveau supérieur de rendement et ceux du niveau inférieur dans chaque pays ou province peut enrichir l'analyse de la répartition du rendement dans chaque instance. Il s'agit là d'un indicateur important de la répartition équitable des compétences en mathématiques et en sciences, qui est un résultat souhaitable.

    Le graphique 2.3 montre les écarts entre les scores moyens des élèves du quartile inférieur du rendement en mathématiques et en sciences (25e centile) et ceux des élèves du quartile supérieur (75e centile). Pour l'ensemble du Canada, les élèves du quartile supérieur obtiennent 120 points de plus en mathématiques et 124 points de plus en sciences que ceux du quartile inférieur, comparativement à 126 et 129 points pour les mathématiques et les sciences, respectivement, pour l'ensemble des pays de l'OCDE. À l'échelle des provinces, les différences entre le quartile inférieur et le quartile supérieur vont de 109 points à Terre-Neuve-et-Labrador à 128 points en Alberta pour les mathématiques et de 116 points à Terre-Neuve-et-Labrador à 131 points au Manitoba pour les sciences.

    L'importance des écarts observés au sein d'un pays quant au rendement en mathématiques et en sciences varie considérablement parmi les pays (tableaux B.2.3 et B.2.4 en annexe). Le Canada est l'un des rares pays à enregistrer des niveaux de rendement supérieurs et une disparité relativement faible au chapitre du rendement des élèves, telle que mesurée par les écarts de points observés entre le 75e centile et le 25e centile, ces deux résultats étant souhaitables.

    Graphique 2.3 Écarts quant aux scores moyens estimés en mathématiques et en sciences observés entre les élèves du quartile inférieur et les élèves du quartile supérieur de rendement, Canada et les provinces

    Dans la plupart des provinces, les élèves des systèmes scolaires linguistiques majoritaires devancent ceux des systèmes scolaires linguistiques minoritaires

    La présente section porte sur le rendement des élèves des systèmes scolaires anglophone et francophone dans sept provinces. Le rendement du groupe linguistique minoritaire (élèves du système scolaire francophone en Nouvelle-Écosse, au Nouveau-Brunswick, en Ontario, au Manitoba, en Alberta et en Colombie-Britannique et élèves du système scolaire anglophone au Québec) est comparé à celui des groupes linguistiques majoritaires.

    Comme le montre le tableau 2.4, le rendement des élèves des systèmes scolaires linguistiques minoritaires comparativement à celui des élèves des systèmes scolaires linguistiques majoritaires varie selon la province et selon le domaine. En mathématiques, les élèves des systèmes scolaires linguistiques majoritaires devancent leurs homologues inscrits dans les systèmes scolaires linguistiques minoritaires dans cinq de sept provinces. Cet écart va de 11 points en faveur des élèves fréquentant des écoles francophones au Québec à 41 points en faveur des élèves fréquentant des écoles anglophones en Colombie-Britannique. En Nouvelle-Écosse et au Manitoba, même si des écarts s'observent quant au rendement selon le système scolaire linguistique, ces différences ne sont pas statistiquement significatives.

    Pour les sciences, les élèves des systèmes scolaires linguistiques majoritaires devancent leurs homologues des systèmes scolaires linguistiques minoritaires dans cinq des sept provinces. Comparativement aux écarts observés dans le cas des mathématiques, les écarts entre les systèmes scolaires linguistiques sont plus prononcés, allant de 34 points en Nouvelle-Écosse à 64 points en Alberta. Au Québec et au Manitoba, les écarts ne sont pas statistiquement significatifs.

    Tableau 2.4 Scores moyens estimés et écarts en matière de rendement selon la langue du système scolaire : mathématiques et sciences, selon la province

    Le rendement des élèves canadiens en mathématiques et en sciences demeure stable au fil du temps

    Le PISA 2009 est la troisième évaluation des mathématiques depuis le PISA 2003, première année où cette matière a été évaluée à titre de domaine principal, et la deuxième évaluation des sciences depuis 2006, année de la première évaluation de cette matière comme domaine principal. Étant donné que l'on peut procéder à des comparaisons au fil du temps seulement à partir du moment où la matière en question constituait le principal domaine d'évaluation, les comparaisons touchant les mathématiques et les sciences sont plus limitées puisqu'on n'a pas encore procédé à deux évaluations complètes de l'un ou l'autre domaine au cours des neuf années de tests menés dans le cadre du PISA. La présente section fait état des changements relevés au fil du temps; il convient néanmoins d'interpréter avec prudence les écarts observés au chapitre du rendement et ce, pour plusieurs raisons. Premièrement, comme on dispose de données pour trois points dans le temps pour les mathématiques et pour deux points dans le temps pour les sciences, il n'est pas possible de déterminer dans quelle mesure les écarts constatés indiquent des changements à plus long terme. Deuxièmement, plusieurs items d'évaluation communs ont été utilisés dans chaque enquête aux fins de comparabilité au fil du temps. Toutefois, étant donné le nombre limité d'items communs, particulièrement lorsqu'il s'agit d'un domaine d'évaluation secondaire, il faut tenir compte d'une erreur de mesure additionnelle pour ces comparaisons au fil du temps. Par conséquent, il ne faut prendre en considération que les changements indiqués comme étant statistiquement significatifs.

    Dans l'ensemble des pays de l'OCDE, le rendement en mathématiques demeure inchangé entre le PISA 2003 et le PISA 2009. Toutefois, des changements au chapitre du rendement s'observent dans certains des 40 pays qui ont participé au PISA 2003 ainsi qu'au PISA 2009. Le rendement en mathématiques s'est amélioré dans 8 pays, il demeure inchangé dans 22 pays et il a diminué sensiblement dans 10 pays. Au Canada, le rendement en mathématiques n'a pas connu de variation significative, passant de 532 en 2003 à 527 en 2006 et en 2009.

    Dans l'ensemble des pays de l'OCDE, le rendement en sciences est demeuré inchangé entre le PISA 2006 et le PISA 2009, des changements s'observant toutefois dans certains des 57 pays qui ont participé au PISA 2006 ainsi qu'au PISA 2009. Le rendement en sciences a augmenté dans 11 pays, demeure inchangé dans 40 pays et a diminué dans 6 pays. Au Canada, le rendement en sciences est demeuré stable entre 2006 (532 points) et 2009 (529 points).

    Pour comprendre l'évolution du niveau de rendement du Canada en mathématiques et en sciences, il faut examiner son évolution parallèlement au rendement global du Canada. Même si le Canada continue d'afficher un bon rendement en mathématiques et s'il n'a pas connu de variation significative au fil du temps, le nombre de pays qui, statistiquement, ont devancé le Canada est passé de deux en 2003 à quatre en 20093. La Finlande et la Chine-Hong Kong ont surclassé le Canada en 2003 et de nouveau en 2009. En outre, le Canada a été devancé en 2009 par la Corée, dont le rendement s'est amélioré, et par le Liechtenstein, dont le rendement n'a pas changé de façon significative entre 2003 et 2009.

    L'évolution du rendement relatif du Canada en sciences affiche un profil comparable. Lorsque les sciences ont été incluses pour la première fois à titre de principal domaine d'évaluation dans le PISA 2006, le Canada a été devancé en sciences par deux pays, comparativement à quatre en 20094. La Finlande et la Chine-Hong Kong ont devancé le Canada en sciences en 2006 et de nouveau en 2009. En outre, la Corée et le Japon, ayant amélioré leur rendement entre 2006 et en 2009, ont tous deux affiché de meilleurs résultats que le Canada en 2009.

    Comme le montre le tableau 2.5, les scores en mathématiques ont significativement diminué entre 2003 et 2009 à Terre-Neuve-et-Labrador, à l'Île-du-Prince-Édouard, au Nouveau-Brunswick, au Manitoba, en Alberta et en Colombie-Britannique. Le rendement dans les quatre autres provinces n'est pas statistiquement différent. Dans le cas des sciences, le rendement a diminué à l'Île-du-Prince-Édouard et au Manitoba, et il est demeuré stable dans les huit autres provinces (tableau 2.6).

    Malgré une diminution de leur rendement en mathématiques, l'Alberta et la Colombie-Britannique ont continué d'obtenir de bons résultats dans cette matière en 2009, dépassant la moyenne des pays de l'OCDE. En revanche, le rendement en mathématiques de Terre-Neuve-et-Labrador, du Nouveau-Brunswick et du Manitoba a diminué, passant d'un rendement supérieur à la moyenne des pays de l'OCDE en 2006 à un rendement égal à la moyenne de l'OCDE en 2009. De plus, le Manitoba a connu une diminution de son rendement en sciences, qui était supérieur à la moyenne de l'OCDE en 2006 mais égal à la moyenne de l'OCDE en 2009. Le rendement de l'Île-du-Prince-Édouard a également diminué, passant d'un rendement égal à la moyenne de l'OCDE en mathématiques (en 2003) et d'un rendement supérieur à la moyenne de l'OCDE en sciences (en 2006), à un rendement inférieur à la moyenne de l'OCDE dans l'un et l'autre domaine mineur en 2009. Le rendement en mathématiques en Nouvelle-Écosse, au Québec, en Ontario et en Saskatchewan n'a pas changé entre 2003 et 2009 et demeure au-dessus de la  moyenne de l'OCDE.

    Tableau 2.5 Comparaisons du rendement moyen en mathématiques dans le PISA 2003, le PISA 2006 et le PISA 2009, Canada et les provinces

    Tableau 2.6 Comparaisons du rendement moyen en sciences dans le PISA 2006 et le PISA 2009, Canada et les provinces

    Résumé

    Comme les mathématiques et les sciences constituaient des domaines secondaires dans le PISA 2009, l'évaluation de ces matières s'est faite auprès d'un plus petit nombre d'élèves que pour la lecture, qui était le principal domaine d'évaluation en 2009. En outre, l'évaluation de ces domaines secondaires portait sur un plus petit nombre d'items que l'évaluation de la lecture. Par conséquent, le présent chapitre se limite à faire le point sur le rendement global pour ces deux domaines.

    Au niveau international, le Canada continue d'obtenir de bons résultats en mathématiques ainsi qu'en sciences, affichant des scores nettement supérieurs à la moyenne de l'OCDE. Parmi les 65 pays qui ont participé au PISA 2009, sept pays ont devancé le Canada en mathématiques et six en sciences. À l'échelle des provinces, les élèves de la Nouvelle-Écosse, du Nouveau-Brunswick, du Québec, de l'Ontario, de la Saskatchewan, de l'Alberta et de la Colombie-Britannique affichent un rendement supérieur à la moyenne de l'OCDE en mathématiques. Les élèves de Terre-Neuve-et-Labrador et du Manitoba ont un rendement égal à la moyenne de l'OCDE en mathématiques, tandis que ceux de l'Île-du-Prince-Édouard se retrouvent sous cette moyenne. À l'échelle du Canada, on relève des différences de rendement entre les sexes, les garçons devançant les filles en mathématiques ainsi qu'en sciences.

    Dans cinq des sept provinces où le rendement a été examiné selon le système scolaire linguistique, les élèves des systèmes scolaires de la langue de la majorité ont obtenu de façon générale de meilleurs résultats en mathématiques ainsi qu'en sciences que les élèves des systèmes scolaires de la langue de la minorité. Cet écart de rendement est moins prononcé pour les mathématiques, allant de 11 à 41 points comparativement aux sciences, où il va de 34 à 64 points.

    Le rendement des élèves canadiens en mathématiques et en sciences est demeuré stable au fil du temps. Toutefois, étant donné que le rendement du Canada ne s'est pas amélioré et que celui d'autres pays a augmenté, le Canada a été devancé en mathématiques et en sciences par un plus grand nombre de pays que lors des évaluations précédentes du PISA. En outre, quelques pays participant au PISA pour la première fois en 2009 ont obtenu de meilleurs résultats que le Canada en mathématiques et en sciences.

    Même si le rendement du Canada en mathématiques est demeuré stable entre 2003 et 2009, il a diminué dans six des dix provinces. Deux de ces provinces, soit l'Alberta et la Colombie-Britannique, ont continué d'afficher un bon rendement dans le PISA 2009, obtenant un résultat nettement supérieur à la moyenne des pays de l'OCDE. En revanche, le rendement en mathématiques de Terre-Neuve-et-Labrador, du Nouveau-Brunswick et du Manitoba a diminué, ces provinces affichant un rendement comparable à la moyenne des pays de l'OCDE en 2009, tandis que le rendement de l'Île-du-Prince-Édouard a été inférieur à la moyenne de l'OCDE. En outre, le Manitoba et l'Île-du-Prince-Édouard ont tous deux connu une diminution significative de leur rendement en sciences, affichant par conséquent un rendement égal et inférieur à la moyenne des pays de l'OCDE, respectivement, en 2009.


    Notes

    1. (2009). PISA 2009 Assessment Framework: Key competencies in reading, mathematics and science. Paris.
    2. (2009). PISA 2009 Assessment Framework: Key competencies in reading, mathematics and science. Paris.
    3. (2009). PISA 2009 Assessment Framework: Key competencies in reading, mathematics and science. Paris.
    4. Même si Shanghai-Chine, Taipei chinois et Singapour ont surpassé le Canada en mathématiques au PISA 2009, ils ne sont pas inclus dans cette comparaison puisqu'ils n'ont pas participé au PISA 2003.
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