Depuis quelques années, le gouvernement ontarien se préoccupe de la qualité des apprentissages en sciences. Cette attention émerge d'une part de l'importance qu'ont prise les sciences dans le développement industriel des pays (Conseil supérieur de l'éducation, 1990) et, d'autre part, du principe d'imputabilité qui rend les gouvernements redevables de la qualité de l'enseignement auprès des populations qui les ont élus (Torrance, 1993). En dix ans, le gouvernement ontarien a produit divers programmes et énoncés de politique visant l'enseignement des sciences au primaire (de la première à la huitième année) (Ministère de l'Éducation et de la Formation de l'Ontario, 1988; 1993; 1995; 1998) et a créé des cours de perfectionnement spécifiques à l'enseignement des sciences. L'Ontario participe également aux enquêtes nationales et internationales dont la troisième enquête internationale sur l'enseignement des mathématiques et des sciences de l'IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement). L'IEA est une association internationale vouée à l'évaluation des apprentissages scolaires.

Quarante-cinq pays ont participé à cette enquête qui avait pour but de documenter la qualité de l'apprentissage des sciences et d'identifier les facteurs qui sont reliés à la performance des élèves (Beaton, Mulis, Martin, Gonzales, Kelly et Smith, 1996). Les populations visées par cette enquête étaient les élèves de 9, 13 et 16 ans. Les premiers résultats publiés visaient les élèves de 13 ans (Robitaille, Taylor et Orpwood, 1996), alors que ceux des élèves de 9 et de 16 ans ont été publiés en 1997. Le présent article s'intéresse aux résultats obtenus en sciences par les élèves francophones de l'Ontario âgés de 13 ans (Office de la qualité et de la responsabilité en éducation, 1997).

Le Canada a participé à cette étude grâce à une représentation proportionnelle de la population étudiante des provinces et des territoires telle qu'elle est définie par Statistique Canada. Dix-sept mille cinq cent quatre-vingt-huit (17588) élèves canadiens âgés de 13 ans y ont participé. Certaines provinces dont l'Alberta, la Colombie-Britannique, Terre-Neuve, le Nouveau-Brunswick et l'Ontario ont augmenté leurs échantillons pour permettre des comparaisons entre leurs élèves et ceux des autres pays. L'Ontario a même des échantillons suffisamment grands pour analyser de façon indépendante les résultats des anglophones (5254 élèves) et des francophones (2963 élèves).

Les instruments utilisés lors de l'étude incluaient un cahier de l'élève, qui comprenait des questions, principalement à choix multiples, portant sur les différents champs d'études en sciences, de même qu'un questionnaire visant à connaître les intérêts, les opinions et les attitudes des élèves face aux sciences. La trousse comprenait aussi un questionnaire destiné aux enseignantes et aux enseignants portant sur leur conception des sciences, le contenu enseigné et leurs méthodes d'enseignement et d'évaluation. Finalement, le questionnaire destiné aux directions d'écoles qui incluait des questions d'ordre administratif complétait cette trousse.

Les rapports de l'IEA décrivent la performance en sciences des populations visées et les réponses fournies aux divers questionnaires. Après avoir constaté la faible performance des élèves ontariens au test de sciences, l'Office de la qualité et de la responsabilité en éducation[1] a demandé à un groupe de chercheurs d'identifier les variables qui sont liées au rendement en sciences.

Cet article s'intéresse particulièrement à l'enseignement et à l'apprentissage des sciences en Ontario français. Dans un premier temps, il présente le rendement de la population francophone de l'Ontario. Puis, il s'intéresse aux données descriptives tirées des questionnaires destinés aux élèves et au personnel enseignant concernant trois champs d'information soit 1) les caractéristiques sociales et socioéconomiques des élèves, 2) les attitudes des élèves et de leurs parents vis-à-vis des sciences, 3) les pratiques pédagogiques des enseignantes et des enseignants. L'article examine également les relations entre le rendement en sciences et les variables de ces trois champs.

Les questions posées dans ces trois champs d'information offraient aux répondants un choix de réponses dont le nombre variait de trois à six (par exemple: souvent, parfois, jamais). Il a été possible de calculer le rendement moyen au test de sciences obtenu par les personnes ayant choisi la même réponse, créant ainsi autant de groupes de sujets qu'il y avait de choix de réponses à une question donnée. Les moyennes obtenus par ces groupes ont été soumises à des analyses de variance univariées ANOVA. Les variables indépendantes étaient les variables étudiées et le rendement au test de sciences constituait la variable dépendante.

L'Office de la qualité et de la responsabilité en éducation désirait également une comparaison entre les données recueillies en sciences auprès des francophones de l'Ontario et celles recueillies auprès des élèves de l'Alberta, population qui a obtenu le meilleur rendement au Canada. Lorsque la comparaison entre ces deux populations se faisait sur une variable continue (exemple, le nombre d'heures consacrées à une tâche), les analyses statistiques utilisées étaient des analyses de variance univariées ANOVA. Toutefois, lorsque les variables étaient dichotomiques (par exemple, la scolarisation des parents), nous avons utilisé des tests chi-carré () qui comparaient la répartition des sujets des deux populations au sein des diverses catégories de réponses offertes par la question. Le test permettait de déterminer si la répartition des deux groupes au sein des divers choix de réponses était statistiquement différente.

Finalement, l'article décrit certains aspects de l'enseignement des sciences indirectement couverts par l'enquête TEIMS comme le curriculum en sciences, le temps consacré à l'enseignement des sciences, et la formation et le perfectionnement du personnel enseignant.

L'IEA représente le rendement en sciences à l'aide d'un résultat international qui reflète des niveaux de performance définis par tranches de 100 allant de 0 à 1000. En sciences, les élèves francophones de 13 ans de l'Ontario ont obtenu un résultat moyen de 464. Il s'agit du rendement le plus faible au Canada et seuls quatre pays participant à l'étude obtiennent des résultats inférieurs à ceux des francophones de l'Ontario. Il existe également un écart significatif entre les francophones et les anglophones de cette province qui ont obtenu un résultat de 502. L'Alberta a réalisé la meilleure performance canadienne avec un résultat de 545. Celle-ci fait partie des cinq juridictions les plus performantes au test après le Japon, la Corée, Singapour et la Tchécoslovaquie. L'étude PIRS–sciences (Conseil des ministres de l'éducation du Canada, 1996) confirme la faible performance des élèves francophones de l'Ontario âgés de 13 ans qui ont obtenu des résultats inférieurs à ceux de l'ensemble des élèves canadiens.

En comparant ces résultats à ceux obtenus lors de la deuxième enquête internationale en mathématiques et en sciences (Lapointe, Mead et Philips, 1989), on constate que la situation de l'apprentissage des sciences en Ontario est restée la même au cours des dix dernières années, malgré les efforts répétés du ministère de l'Éducation et de la Formation de l'Ontario pour améliorer la situation. Lors de cette enquête, les francophones de l'Ontario obtenaient un résultat de 468, les anglophones de cette province un résultat de 514. La Colombie-Britannique était une des juridictions les plus performantes au test avec un résultat de 551 (l'Alberta n'a pas participé à la deuxième enquête internationale).

Il faut aussi souligner que la faible performance au test de sciences observée chez les élèves francophones de l'Ontario semble généralisée à l'ensemble des ordres scolaires puisque les moyennes obtenues par les élèves de neuf ans (Beaton, Mulis, Martin, Gonzales, Kelly et Smith, 1996) et de 16 ans (Conseil des ministres de l'éducation du Canada, 1996) sont plus faibles que la moyenne canadienne. Ces études confirment également l'écart entre les francophones et les anglophones de cette province.

L'analyse des réponses aux questionnaires des élèves a permis d'identifier un certain nombre de caractéristiques sociales et socioéconomiques liées au rendement au test de sciences chez les élèves francophones de 13 ans. Elles touchent la langue parlée à la maison, la scolarisation des parents, le nombre de livres à la maison et l'accès à un ordinateur.

Le questionnaire de l'élève incluait des questions portant sur ses attitudes vis-à-vis des sciences. Cette section traite de la perception des sciences, de la perception du rendement en sciences et de la valorisation de la réussite en sciences.

Les questionnaires incluaient des questions sur les pratiques pédagogiques. Les réponses des enseignants et des élèves convergent et permettent de décrire les pratiques des enseignantes et des enseignants francophones de l'Ontario et de constater d'importantes différences avec celles des enseignants albertains. Les enseignants francophones de l'Ontario utilisent peu leur manuel scolaire, même si tous en ont un à leur disposition. Toutefois, ils compensent en invitant les élèves à prendre des notes. Ils vérifient les connaissances antérieures de leurs élèves et expliquent les principes, les concepts et la façon de résoudre des problèmes de sciences. Les problèmes proposés sont souvent liés à la vie de tous les jours. Les élèves francophones de l'Ontario travaillent souvent en petits groupes. Ils utilisent aussi plus souvent la calculatrice et l'ordinateur pendant les cours. Dans l'ensemble, les pratiques pédagogiques de l'enseignant francophone de l'Ontario se veulent concrètes et près de la vie de tous les jours. Les pratiques pédagogiques des enseignants albertains sont beaucoup plus livresques. D'ailleurs, pour préparer leurs leçons, les enseignants albertains se fient plus à leur manuel scolaire [3,2 contre 2,1: échelle de 1(jamais) à 4 (toujours)] [F(1, 92)=40,5; p<0,0001], ont plus souvent recours à des tests standardisés (1,6 contre 1,3) [F(1, 92)=4,6; p<0,05] et à des examens à choix multiples (2,9 contre 2,1) [F(1, 91)=32,5; p<0,0001] que les enseignants francophones de l'Ontario. Ces différences sur le plan des pratiques pédagogiques se reflètent aussi dans leur conception des sciences. Les enseignants francophones de l'Ontario ont une conception des sciences légèrement plus utilitariste que celle des Albertains.

Les données recueillies permettent également de relever que les devoirs assignés aux élèves constituent une différence marquée entre les enseignants francophones de l'Ontario et ceux de l'Alberta. Les enseignants francophones de l'Ontario donnent moins de devoirs à leurs élèves et les devoirs sont moins longs à réaliser. Les enseignants albertains exercent un contrôle plus strict des devoirs, les corrigent et les discutent en classe.

L'analyse des pratiques pédagogiques montre que les juridictions comme l'Alberta ou Singapour qui utilisent un enseignement plus livresque obtiennent de meilleurs résultats que la population francophone de l'Ontario dont les pratiques pédagogiques ont un caractère plus terre à terre (Bartley, Puk, Orpwood et Sanderson, 1998). Il est pourtant très difficile de généraliser cette tendance, car les données sur les pratiques pédagogiques des autres pays participant à l'étude n'étaient pas disponibles au moment de notre analyse. Peut-être aurait-on pu identifier des pays qui avaient recours au même type de pédagogie que l'Alberta, mais dont le rendement en sciences était bien inférieur à celui de l'Alberta.

L'évaluation systématique des apprentissages et l'imposition plus fréquente de devoirs constituent d'autres aspects controversés des résultats, car elles semblent encourager un retour ou un recours plus fréquent aux devoirs et aux tests à choix multiples. Cependant, l'examen des données laisse penser que les enseignants francophones et ceux de l'Alberta ont une conception différente des devoirs. Les devoirs donnés par les enseignants de l'Alberta sont en lien direct avec le travail couvert en classe et constituent souvent la continuité d'un travail débuté en classe et supervisé par l'enseignant. De plus, l'enseignant albertain discute plus souvent en classe des devoirs complétés que son homologue francophone de l'Ontario. En Ontario français, les devoirs seraient plutôt considérés comme du travail supplémentaire réclamant peu de supervision de la part de l'enseignant. Au lieu d'augmenter leur nombre ou leur durée, il faudrait mieux intégrer les devoirs aux autres activités d'enseignement. Quant au recours à des formes d'évaluation plus conventionnelles, il est vrai que le test de sciences administré était composé principalement de questions à choix multiples et on peut penser que des élèves qui, comme les Albertains, sont habitués aux subtilités de ce type de questions puissent obtenir de meilleurs résultats au test que des élèves qui y sont peu exposés (Bartley, Puk, Orpwood et Sanderson, 1998).

La tâche des enseignants a également fait l'objet de questions lors de l'enquête TEIMS. Les réponses aux questions indiquent que les enseignants francophones de l'Ontario doivent assumer une présence de 29 heures de classe, semblable à celle des 28 heures des enseignants albertains. En comparaison avec leurs collègues de l'Alberta, les enseignants francophones de l'Ontario consacrent un plus grand nombre d'heures à des tâches autres que l'enseignement comme la supervision d'étudiants [F(1,227)=6,2; p<0,05], le counselling [F(1,227)=9,7; p<0,01] et la planification de cours [F(1,227)=7,8; p<0,01]. De plus, les enseignants albertains consacrent plus de temps en dehors des heures d'école pour rencontrer les élèves (aide individuelle, etc.) (χ² =28,9; p<0,0001). Soixante-quatre pour cent d'entre eux y consacrent de une à quatre heures par semaine. Ce nombre se situe à 32% chez les enseignants francophones de l'Ontario.

Le programme en vigueur au moment de l'enquête internationale était le Programme d'études commun, de la 1^re à la 9^e année (Ministère de l'Éducation et de la Formation de l'Ontario, 1993). Ce programme n'incluait pas d'objectifs spécifiques, mais présentait des résultats d'apprentissage formulés dans des termes généraux à atteindre à la fin de la 3^e, 6^e et 9^e année. Les conseils scolaires avaient la responsabilité de concevoir des situations d'apprentissage découlant de ces résultats. Conséquemment, les programmes de sciences mis en oeuvre par les conseils scolaires pouvaient varier grandement d'un conseil à l'autre. De plus, les sections ou les conseils scolaires francophones étaient souvent de petites unités qui n'avaient pas les moyens de générer de façon centralisée les activités prévues au programme d'études commun. Chaque enseignant devait alors préparer ses propres activités. Cela a contribué au fait que les enseignants francophones de l'Ontario consacraient deux fois plus de temps à la planification de cours que leurs collègues albertains qui avaient accès à un curriculum plus centralisé. Cette planification par les enseignants contribuait aussi à une plus grande variabilité du contenu enseigné à travers la province.

L'analyse de Bartley, Puk, Orpwood et Sanderson (1998) souligne que les juridictions comme l'Alberta qui obtiennent des résultats élevés au test de sciences de TEIMS ont des programmes comportant très peu de chevauchements entre les thèmes de 7^e année et ceux de 8^e année. Un thème prévu au programme de 7^e année est alors traité en profondeur et ne serait pas repris en 8^e année. Le curriculum prescrit s'assure aussi que tous les élèves suivent le même contenu. Le curriculum de sciences enseigné en Ontario présente un chevauchement important des thèmes abordés pendant la 7^e et la 8^e année. Un thème est enseigné en partie en 7^e année et en partie en 8^e année. De plus, les élèves d'une année donnée (7^e ou 8^e année) n'apprennent pas tous le même contenu. La majorité des thèmes enseignés au cours d'une année ne le sont qu'à 50% des élèves de la province (Bartley, Puk, Orpwood et Sanderson, 1998). Ces chiffres confirment la grande variabilité du curriculum enseigné dans les écoles ontariennes.

La répétition du contenu d'enseignement d'une année à l'autre peut avoir un effet de démotivation sur les élèves puisqu'ils ont l'impression de réaliser peu d'apprentissages nouveaux. Cela pourrait en partie expliquer pourquoi près de la moitié des élèves francophones de l'Ontario trouvent les sciences ennuyeuses à force d'être répétitives («On a déjà vu ça l'an dernier»). De plus, cette répétition n'offre pas de défis intellectuels intéressants. Il faudrait donc limiter cette redondance en augmentant la spécificité des thèmes de chacune des années (7^e et 8^e année).

À l'aide des données obtenues dans le cadre de la troisième enquête internationale sur l'enseignement des mathématiques et des sciences, cet article a tenté de décrire la situation de l'enseignement et de l'apprentissage des sciences chez les élèves francophones de l'Ontario âgés de 13 ans. Outre les défis que représentent l'élaboration d'un échantillon représentatif de la population visée et l'évaluation d'un curriculum correspondant au curriculum enseigné dans chacune des juridictions participant à l'étude, la nature et la qualité des données recueillies imposent des limites à l'étendue de ce portrait.

L'utilisation de questions à choix multiples pour établir la performance en sciences constitue une première limite de l'étude. Selon plusieurs auteurs, ce mode d'évaluation ne favorise pas l'évaluation des habiletés cognitives de niveau supérieur ni de la performance globale de l'élève (Arter et Spandel, 1992; Moss, Beck, Ebbs, Matson, Muchmore, Steele et Taylor, 1992; Gabrielson, Gordon et Engelhard, 1995; Novak, Herman et Gearhart, 1996). De plus, une grande standardisation des activités d'évaluation aurait tendance à diminuer la validité du test (Koretz, Stecher, Klein et McCaffrey, 1994). Birenbaum (1996) précise que l'utilisation de formes d'évaluation plus conventionnelles tend à isoler le processus d'évaluation, à diminuer le rôle de l'enseignant de même que son intérêt à modifier ses stratégies d'enseignement. Bien que cette limite soit imposée à toutes les juridictions qui ont participé à l'étude, certaines, comme les francophones de l'Ontario, s'en trouvent défavorisées, car leurs enseignants ont très peu recours à ces formes d'évaluation.

Une autre limite de l'étude repose sur l'utilisation de questions à choix multiples pour décrire les conceptions, les attitudes et les pratiques pédagogiques des enseignants et des élèves. Ces questions fournissent un aperçu de ces éléments, mais n'en permettent pas une description approfondie. Par exemple, les données nous apprennent que les élèves qui réussissent le mieux en sciences n'attribuent leur réussite, ni à la chance, ni au talent, ni au travail assidu, ni au recours à la mémorisation. Elles ne révèlent pas à quoi ils attribuent leur succès. De plus, l'interprétation des données recueillies dépend de l'interprétation faite par les enseignants des divers énoncés sur lesquels ils ont été interrogés. Par exemple, le questionnaire demande d'indiquer la fréquence à laquelle l'enseignant «démontre comment résoudre un problème de sciences». Toutefois, on ne connaît ni sa conception de la nature d'un problème de sciences ou de la résolution de problèmes ni sa façon de l'aborder en classe. Il aurait été intéressant de mener en parallèle des entrevues semi-structurées (Larochelle et Désautels, 1989) auprès de sous-groupes de personnes qui ont participé à l'étude. Ces entrevues auraient permis de jeter un éclairage complémentaire sur les données recueillies. Finalement, des chercheurs remettent en question la conception de la science que véhiculent de tels tests, une conception statique de la science composée de lois, de théories et de modèles présentés comme la réalité (Larochelle et Désautels, 1989; Larochelle, Désautels et Ruel, 1995).

Tout en gardant ces limites à l'esprit, la comparaison entre l'Ontario français et l'Alberta laisse entrevoir deux visions de l'enseignement des sciences. Les différences se manifestent autant dans les pratiques pédagogiques des enseignants, dans les tâches professorales, dans le curriculum de sciences que dans les attitudes des élèves vis-à-vis des sciences.

D'une part, les enseignants albertains enseignent selon un programme provincial très prescriptif et leur enseignement repose en majorité sur le contenu de leur manuel scolaire. Puisque les élèves soulignent l'importance de la mémorisation pour réussir en sciences, on peut penser que cet enseignement serait plutôt de type encyclopédique et accompagné d'un processus d'évaluation congruent avec ces pratiques d'enseignement, soit le recours à des tests standardisés et à des questions à choix multiples. Le caractère conventionnel de cet enseignement pourrait faire en sorte que les élèves considèrent les sciences sur le même plan que les autres matières et ainsi diminuer l'importance sociale de la réussite en sciences, qui réside surtout dans une satisfaction personnelle ou parentale.

D'autre part, les enseignants francophones de l'Ontario n'avaient pas, au moment de l'enquête, de programme provincial bien défini en sciences. Ces enseignants visent surtout à rendre le contenu scientifique signifiant et plus «terre à terre» en insistant sur le lien avec le quotidien des élèves. Cependant, malgré les efforts des enseignants, les élèves trouvent les sciences ennuyeuses et veulent réussir en sciences pour avoir un accès à une bonne école et à un bon emploi. Il est donc paradoxal de constater que l'enseignement plus conventionnel des enseignants albertains rend les sciences plus intéressantes aux yeux des élèves que ne le fait l'enseignement des enseignants francophones de l'Ontario dont la pédagogie se dit plus active et «centrée sur la vie de tous les jours».

L'explication de ce paradoxe est sans doute liée aux limites de la méthodologie retenue par l'enquête (des questionnaires à choix multiples). En effet, celle-ci permet de quantifier certaines pratiques pédagogiques, mais pas de les qualifier. Même si les réponses des enseignants albertains au questionnaire semblent décrire une pédagogie livresque, les questionnaires ne nous fournissent que très peu d'indications sur le type de relations qu'ils entretiennent avec les sciences et leur enseignement, ainsi que sur leurs conceptions de l'apprenant et de l'apprentissage des sciences. Celles-ci pourraient ne pas être congruentes avec les réponses fournies aux questionnaires. Ce raisonnement serait aussi valable pour les enseignants francophones de l'Ontario: les réponses aux questionnaires laissent paraître un enseignement plus actif, mais il se pourrait que, dans la pratique, les activités pédagogiques et la façon de les mettre en oeuvre ne soient pertinentes avec cette conception. Les données recueillies pourraient alors représenter beaucoup plus le curriculum en vigueur et ses orientations que ce qui se passe «réellement» en classe.

Il faut souligner que le programme de sciences ontarien décrit dans le Programme d'études commun n'a jamais fait l'unanimité, tant au sein du monde de l'éducation que de la classe politique. En effet, le développement de ce programme s'est fait dans un contexte hautement politisé. La rédaction de ce document a débuté sous un régime libéral. Le gouvernement néo-démocrate qui a suivi a imposé des modifications touchant, entre autres, la place de la science dans la société, ses effets et ses responsabilités. Puis, l'élection quatre ans plus tard d'un gouvernement conservateur, dont un cheval de bataille lors de la campagne électorale a été la qualité de l'éducation, a conduit à l'abandon du Programme d'études commun et à la publication en 1997-1998 d'une série de nouveaux programmes d'enseignement pour toutes les matières enseignées à l'élémentaire. Les faibles résultats des enquêtes TEIMS et PIRS-Sciences ont été un argument supplémentaire pour que le gouvernement abandonne le Programme d'études commun et le remplace en sciences par le Curriculum - Sciences (Ministère de l'Éducation et de la Formation de l'Ontario, 1998). Ce programme, entré en vigueur en septembre 1998, précise le contenu visé et comporte très peu de chevauchements entre les thèmes étudiés à chaque année du primaire. Cela permet au Ministère d'établir un curriculum provincial en sciences.

La publication de ce nouveau programme, dont les thèmes sont beaucoup plus précis que dans l'ancien programme, suscite une certaine angoisse chez les enseignants. Malgré l'importance du changement, le Ministère n'a pas élaboré de plan d'action pour la formation et le perfectionnement des enseignants dans ce domaine, laissant cette responsabilité aux conseils scolaires et aux universités. Un tel plan de formation nous apparaît crucial compte tenu de la faible formation scientifique des enseignants du primaire et du fait que les trois quarts d'entre eux préféreraient ne pas enseigner les sciences (Lacasse, Herry, Laveault et Thouin, 1990). Cette formation viserait le développement d'habiletés de résolution de problèmes scientifiques et technologiques, la modification des attitudes face à ces domaines, les fondements psychopédagogiques du développement de la pensée scientifique, les stratégies pédagogiques, les conceptions des sciences et de la technologie et l'histoire de la science et de ses conceptions. Cette formation devrait aussi développer chez les enseignants le goût de la rigueur car, même si le curriculum prescrit et le temps consacré à l'enseignement des sciences semblent être des facteurs importants, la rigueur dans l'enseignement l'est tout autant. La rigueur fait appel à la logique et à la justesse des raisonnements et de l'argumentation que l'enseignant encourage chez ses élèves, à la qualité des processus de résolution de problèmes qu'il préconise et à la recherche de sens par les élèves. Ce sont là des caractéristiques qui favorisent la qualité des apprentissages réalisés par les élèves. La rigueur de l'enseignement réside également dans une utilisation optimale du temps mis à la disposition de l'enseignement des sciences et dans un choix judicieux des stratégies et des pratiques pédagogiques.