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Magazine PROF n°15

 


Dossier Comment attirer plus de jeunes vers les sciences ?

Redorer le blason des sciences

Article publié le 01 / 09 / 2012.

Quelles pistes suivre pour améliorer les résultats des élèves en sciences et susciter davantage de vocations dans les filières scientifiques de l'enseignement supérieur ?

Le constat n'est pas neuf. En 1995, une enquête de l’Association internationale pour l’évaluation du rendement scolaire l’a montré : nos élèves de 13 ans avaient des retards de connaissances et de compétences en sciences par rapport à ceux d’autres pays industrialisés. Dans la foulée, le service de Pédagogie expérimentale de l’Université de Liège a interrogé un bon millier d’instituteurs dans 130 écoles. De quoi mettre en évidence un écart entre les contenus, le temps à consacrer à l’éveil scientifique et la réalité de terrain. Un décalage que les instituteurs expliquaient par un sentiment d'insécurité face à l’enseignement des sciences, le manque de matériel et la pression des autres branches (1).

Depuis lors, d’autres outils d’évaluation des acquis des élèves en sciences ont vu le jour. La Fédération Wallonie-Bruxelles organise des évaluations externes non certificatives en éveil ou en initiation scientifiques (2). Les dernières, en 2009, ont révélé chez bon nombre d’élèves de 2e primaire (dont le score moyen est de 87%) des difficultés dans certains savoir-faire (choisir un outil de mesure,…) et chez ceux de 5e primaire (75%), la nécessité d’utiliser davantage l’expérimentation et un vocabulaire précis et scientifique en classe. Au niveau des élèves de 2e année commune (65,3%) et différenciée (61,1) du secondaire, les évaluations ont notamment montré qu’il est nécessaire de travailler avec les élèves la lecture de documents et les démarches de recherche et d’analyse. Sur la base de ces constats, des recueils de pistes didactiques ont été proposés aux enseignants.

Une autre source, à l’échelle internationale, celle-là, c’est le programme PISA, de l’Organisation de coopération et de développement économique (OCDÉ). En 2006, PISA a mesuré les compétences en sciences de 2 890 élèves de 15 ans en Fédération Wallonie-Bruxelles, indépendamment de leur parcours scolaire et du programme de sciences suivi (3). Les résultats ? Nos élèves se situent dans la moyenne européenne quand ils doivent distinguer ce qui relève ou non de la science, de reconnaître une démarche scientifique et d’utiliser des données scientifiques fournies. Mais leurs performances moyennes sont faibles lorsqu’ils doivent mobiliser des connaissances pour résoudre des problèmes dans des situations concrètes. L’évaluation PISA réalisée en 2009 n’a pas indiqué de progression des acquis.

Les résultats montrent aussi des différences plus grandes que dans certains États entre les résultats des élèves les plus forts et ceux des plus faibles. Plus positif : nos élèves, filles et garçons, trouvent majoritairement les contenus et démarches scientifiques intéressants, et cela davantage que la moyenne internationale et que dans les deux autres Communautés. Et ils sont aussi plus nombreux que ces derniers à envisager des études scientifiques (30%) ou des professions dans lesquelles les sciences interviennent (40%).

Les vocations scientifiques stagnent

Voilà qui contraste avec la réalité de terrain : nos étudiants ne se bousculent pas à l’entrée et à la sortie des filières scientifiques et technologiques de l’enseignement supérieur (voir infographies).

Comment'expliquer ce manque d’engouement? Un rapport d’orientation de l’OCDÉ (4) note que si l’image des scientifiques reste positive chez les jeunes, les professions liées aux sciences et aux technologies séduisent moins (sauf dans le domaine de la santé). « Les revenus dans ces métiers semblent faibles par rapport à la somme de travail à fournir et à la difficulté des études à effectuer pour les exercer. Rares sont les élèves qui ont une idée exacte ou précise des professions scientifiques et beaucoup ignorent pour l’essentiel l’éventail des possibilités professionnelles ». À l’inverse des sciences humaines plus « à la mode » notamment parce qu’elles mènent à des professions très médiatisées (économie, communication,…)

S'ajoutent des stéréotypes liés au genre : les filles sont moins nombreuses que les garçons dans les filières scientifiques des universités (en particulier en physique, en chimie et dans les études d’ingénieur). Voilà qui ne surprendra sans doute guère Bon nombre d’études ont montré qu’en moyenne, les filles manifestent des niveaux inférieurs de confiance en leurs aptitudes en sciences par rapport aux garçons (5). En outre, au terme de l’option maths fortes dans le secondaire, 72 % des garçons contre 34% des filles s’orientent vers les filières scientifiques universitaires.

Et les remèdes, docteur ?

Pour l’OCDÉ, la solution passe notamment par une amélioration de l’enseignement des sciences. Une tâche complexe car il s’agit « en particulier dans le primaire et le premier cycle du secondaire, de bien doser deux types de méthodes d’enseignement et de contenus : l’une, plutôt participative pour transmettre aux élèves les savoirs de base, les familiariser à la réflexion scientifique et éveiller leur curiosité ; l’autre, plus traditionnelle, pour leur transmettre un corpus de connaissances plus théorique et plus complexe » (6).

Aujourd’hui, l’approche des sciences à l’école se veut clairement inductive. Les programmes tant du primaire que du secondaire fondent les connaissances théoriques en sciences sur l’expérimentation et recommandent la démarche de résolution de problèmes. Cela suppose évidemment que ces concepts soient très présents dans la formation initiale et continuée des enseignants. « Les enseignants participent activement, implicitement et explicitement, aux choix des études de leurs étudiants, explique un rapport des Facultés universitaires de Namur (7). Leur formation initiale et continue influe sur la qualité de l’enseignement, mais aussi sur la motivation, ce qui au final aura un impact sur la motivation des élèves pour les matières enseignées », concluent les chercheurs des facultés namuroises. Ils leur recommandent également de profiter des compétences des nombreux partenaires de promotion des sciences (musées, festivals des sciences,…) et de multiplier les échanges avec les acteurs de l’industrie pour familiariser les élèves avec les débouchés des études scientifiques.

C. M.

(1) NYSSEN M.-C., MONSEUR C., L’enseignement des sciences en Communauté française, Étude descriptive dans l’enseignement fondamental, rapport de recherche, ULg, Service de Pédagogie expérimentale, 1998
(2) http://www.enseignement.be/index.php?page=24762&navi=2031
(3) LAFONTAINE D. (dir), Les acquis des élèves en culture scientifique. Premiers résultats de PISA 2006, Unité d’ d’Analyse des Systèmes et des Pratiques d’Enseignement (ULg).
http://www.enseignement.be/download.php?do_id=2758&do_check
(4) OCDÉ, Évolution de l’intérêt des jeunes pour les études scientifiques et technologiques, rapport d’orientation, Paris, 2006.
http://www.oecd.org/fr/science/inno/37038273.pdf
(5) « Les études et les carrières scientifiques au féminin », dans Faits et Gestes, Secrétariat général du Ministère de la Communauté française, juillet-aout-septembre 2002
(6) Op. cit.
(7) BELLEFLAMME A., GRAILLON S., ROMAINVILLE M., La désaffection des jeunes pour les filières scientifiques et technologiques. Diagnostic et remèdes, rapport de synthèse élaboré à la demande d'Essenscia Wallonie, février 2008.
https://pure.fundp.ac.be/ws/files/1050936/67242.pdf

Promouvoir une autre pédagogie

Face au déclin de l’intérêt des jeunes pour les études scientifiques et mathématiques, la Commission européenne (1) a fait appel à un groupe d’experts scientifiques en 2007. Leur mission : observer des pratiques pédagogiques et en tirer des éléments de savoir-faire et de bonne pratique.

Ces experts recommandent l’utilisation de méthodes basées sur l’investigation laissant plus de place à l’observation, à l’expérimentation, à la construction par l’enfant de ses propres connaissances (Inquiry-based science education – IBSE) jugées très efficaces pour accroitre l’intérêt et la réussite des élèves et la motivation des enseignants (2).

Pour les promouvoir, l’Union européenne soutient notamment le projet Fibonacci qui vise une large diffusion de la science basée sur le questionnement et rassemble, depuis janvier 2010 et pour une durée de 38 mois, 60 établissements d’enseignement supérieur de plus de 25 pays, quelque 2500 enseignants et 45 000 élèves d’écoles primaire et secondaire en Europe (3).

(1) https://ec.europa.eu/info/index_fr
(2) COMMISSION EUROPÉENNE, L’enseignement scientifique aujourd’hui. Une pédagogie renouvelée pour l’avenir de l’Europe, Luxembourg, 2007,
https://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_fr.pdf
(3) http://www.fibonacci-project.eu