Volet Sciences
PISA et TIMSS Advanced 2015
L’analyse du Cnesco s’est penchée spécifiquement sur le volet scientifique des deux enquêtes, à travers la « Litteratie scientfique » de PISA 2015 et la physique de TIMSS Advanced 2015.
PISA 2015 - Littératie scientifique
Ce qu'évalue PISA
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PISA définit trois composantes principales dans sa définition de la littératie scientifique : les connaissances, les compétences et les attitudes.
- Dans les tests cognitifs, chaque exercice est composé de plusieurs questions, chacune associée à :
– un type de connaissances : scientifiques, procédurales, épistémiques ;
– un type de compétences : expliquer des phénomènes de manière scientifique, évaluer et concevoir des recherches scientifiques, interpréter des données de manière scientifique ;
– un degré de charge cognitive : peu élevée, moyenne, élevée.
- Les connaissances scientifiques évaluées correspondent dans les grandes lignes à celles qui sont présentes dans les programmes français du collège (2008) en vigueur au moment de la passation des enquêtes en 2015. Cette correspondance est moindre en ce qui concerne les connaissances procédurales et elle est très faible en ce qui concerne les connaissances épistémiques.
- Considérant que les attitudes des élèves ont un rôle important dans l’intérêt qu’ils accordent au domaine scientifique, PISA évalue également les attitudes vis-à-vis de la science à travers trois domaines dans un questionnaire « Élève » :
– l’intérêt pour la science et la technologie ;
– la sensibilisation à l’environnement ;
– la valeur accordée aux méthodes scientifiques.
Les exercices de PISA comportent systématiquement une première partie destinée à ancrer les questions dans le « monde réel », sur les thèmes de la santé, des ressources naturelles, de la science, etc. Cette partie (appelée « stimulus ») peut comporter un texte de présentation qui peut être assez long et des informations superflues (textes, images, graphiques, etc.), comme dans la vie réelle. Ainsi, l’élève devra d’abord comprendre la situation, ce qui suppose qu’il fasse des choix pertinents et suffisants parmi les informations apportées.
La charge de lecture de textes est beaucoup plus importante pour PISA que pour TIMSS.
Trois formats de questions sont utilisés dans les tests de PISA : des questions ouvertes avec réponses à écrire, qui peuvent être courtes (1 mot ou 1 nombre par exemple) ou plus longues (les élèves doivent montrer leur cheminement ou justifier leur réponse), et des questions à choix multiples. Les trois formats d’items sont représentés en proportions similaires dans les épreuves.
Le changement fondamental de l’évaluation PISA 2015 par rapport aux enquêtes précédentes est l’usage d’un environnement informatisé. Un exercice se voit décliné en une succession de questions (entre 3 et 4) qui occupent chacune une page d’écran (voir exemple d’exercice page suivante). L’exercice est généralement présenté dans un encadré qui comporte un texte parfois accompagné d’une image. Les pages d’écran qui suivent reprennent en général l’encadré de présentation et y adjoignent des données et des questions. Dans certains cas, les élèves ont la possibilité de « recueillir » des données via un simulateur en sélectionnant des variables pertinentes (par manipulation d’un curseur et/ou en cochant une case). À chacune des pages, les élèves peuvent saisir un texte libre dans un encadré prévu à cet effet et/ou sélectionner une réponse dans un menu déroulant.
L’informatisation de la passation a également permis d’améliorer la présentation des questions et de diversifier les formats de réponse. Par exemple, les fonctions « glisser-déplacer » ou « sélectionner une image » permettent aux élèves de répondre à certaines questions de façon non verbale.
Exemple d'exercice
TIMSS Advanced 2015 - Physique
Une évaluation disciplinaire non informatisée
Dans TIMSS Advanced, les connaissances scientifiques évaluées sont issues de trois grands domaines de la physique : mécanique et thermodynamique, électricité et magnétisme, physique ondulatoire et atomique.
TIMSS Advanced 2015 n’est pas informatisée (contrairement à PISA) : elle se présente sous la forme de cahiers.
Chaque cahier d’évaluation TIMSS Advanced de physique est introduit par :
- deux pages consacrées aux consignes générales. Elles indiquent la manière de répondre à des questions de type QCM et à des questions ouvertes ; il est également précisé la rédaction-type en cas d’utilisation de la calculatrice (qui est autorisée).
- une page est ensuite consacrée aux notations et formules de physique qui seront utiles pour répondre aux questions. Ces formules sont regroupées selon 3 thèmes : mécanique et thermodynamique, électricité et magnétisme, physique ondulatoire et atomique.
- une sélection de constantes physiques (et de conversions d’unités).
Suit alors une trentaine de questions regroupées par exercice. Chaque exercice est composé d’une ou deux questions, chacune étant associée à un domaine cognitif : connaître, appliquer, raisonner. Des connaissances scientifiques sont pratiquement nécessaires pour répondre à toutes les questions, dont le format est équilibré entre QCM et questions ouvertes.
Enfin, chaque cahier se termine par 5 questions consacrées à l’usage qui est fait des calculatrices.
Exemple d'exercice
