Cadre d’évaluation des sciences du PISA 2025

L’apport culturel des sciences découle d’une série de théories explicatives qui ont transformé notre compréhension du monde naturel. La capacité d’expliquer les phénomènes du monde matériel dépend donc de la connaissance des grandes idées abordées dans le domaine des sciences. 

Les élèves doivent reconnaître, produire, appliquer et évaluer des explications et des solutions pour divers phénomènes et problèmes naturels et technologiques, et démontrer ainsi qu’ils peuvent : 

• se remémorer les connaissances scientifiques appropriées et les appliquer ;
• utiliser différentes formes de représentations et passer de l’une à l’autre pour représenter la même chose ;
• formuler et justifier des prévisions et des solutions scientifiques appropriées ;
• déterminer, concevoir et évaluer des modèles ;
• identifier et élaborer des hypothèses expliquant les phénomènes du monde matériel ;
• expliquer les implications potentielles des connaissances scientifiques pour la société.

Toutefois, la capacité de se remémorer des théories, des thèses, des informations ainsi que des faits et de les utiliser (connaissances notionnelles) ne suffit pas à expliquer des phénomènes scientifiques, technologiques et environnementaux. Pour proposer une explication scientifique, il faut aussi comprendre comment ces connaissances ont été produites et savoir quel crédit accorder à une thèse scientifique donnée. Pour mettre à profit cette compétence, il faut connaître les procédures et les pratiques normalisées qui sont caractéristiques de la méthode scientifique utilisée pour obtenir ces connaissances (connaissances procédurales) et comprendre leur rôle et leur fonction pour justifier les connaissances produites par les sciences (connaissances épistémiques).

La quantité et le flot d’informations ont explosé depuis 10 ans, à l’instar de leur accessibilité. Malheureusement, le flot d’informations valides et fiables est accompagné d’un flux croissant de mésinformation et, pire encore, de désinformation. Lorsqu’il est question de renseignements de nature scientifique, qu’ils soient avérés ou mal étayés, toutes les citoyennes et tous les citoyens doivent pouvoir juger de la crédibilité et de la valeur de l’information qui entoure habituellement n’importe quel enjeu lié aux sciences. 

Il est de plus en plus inquiétant de constater la facilité avec laquelle les gens épousent des convictions prétendument « scientifiques », pour lesquelles il n’existe pourtant aucune preuve substantielle et à propos desquelles il existe souvent des preuves convaincantes attestant du contraire. Une personne instruite sur le plan scientifique devrait comprendre l’importance d’adopter une attitude sceptique et de se demander s’il y a conflit d’intérêts, s’il existe un consensus scientifique et si la source s’appuie sur une expertise pertinente. 

Cette compétence repose sur la compréhension du fait que les sciences sont une entreprise commune et qu’elles ne sont pas infaillibles. Alors que les scientifiques peuvent, individuellement ou au sein d’une équipe, commettre des erreurs, le consensus de la communauté scientifique est digne d’une plus grande confiance, car il découle d’évaluations exhaustives par les pairs au sein de cette même communauté et de connaissances qui ont été vérifiées et contrevérifiées de nombreuses fois. 

Les élèves doivent rechercher et évaluer des informations, des thèses et des arguments de nature scientifique présentés sous diverses formes dans différents contextes, en tirer des conclusions appropriées, et démontrer ainsi qu’ils peuvent : 

• examiner, évaluer et communiquer la valeur relative de différentes sources d’information (scientifiques, sociales, économiques et morales) susceptibles d’avoir de l’importance ou du mérite dans la prise de décisions sur des questions liées aux sciences, et déterminer si elles appuient un argument ou une solution ;
• distinguer entre elles les thèses qui se fondent sur des preuves scientifiques solides, celles qui sont formulées par des spécialistes plutôt que par des profanes et celles qui sont des opinions, et présenter les raisons de cette distinction ;
• bâtir un raisonnement pour soutenir une conclusion scientifique valide à partir d’un ensemble de données ;
• signaler les entorses aux normes dans un raisonnement lié aux sciences, p. ex., hypothèses bancales, cause versus corrélation, explications erronées ou généralisations à partir de données limitées ;
• justifier à l’aide d’arguments scientifiques des décisions – individuelles ou collectives – qui contribuent à résoudre des problèmes contemporains ou à soutenir le développement durable.

Pour utiliser cette compétence, les élèves doivent posséder un certain nombre de connaissances procédurales et épistémiques et doivent aussi s’appuyer, à des degrés divers, sur leurs connaissances des notions scientifiques.

Un élève qui possède cette compétence peut :

• chercher et évaluer des données probantes à partir de différents systèmes et sources de connaissances ;
• évaluer et concevoir de possibles solutions aux problèmes sociaux, environnementaux et écologiques à l’aide d’une pensée créative et systémique, en tenant compte des implications pour les générations actuelles et futures ;
• participer, individuellement et collectivement, aux processus civiques pour prendre des décisions consensuelles éclairées ;
• définir des objectifs, collaborer avec d’autres jeunes et des adultes de toutes les générations, et agir en faveur d’un changement socioenvironnemental régénérateur et durable à différentes échelles (de l’échelle locale à l’échelle mondiale).

Les éléments de cette compétence sont mesurés à l’aide de la compétence scientifique 2 (Concevoir et évaluer des dispositifs d’investigation scientifique et interpréter des données scientifiques et des faits de manière critique) et de la compétence scientifique 3 (Rechercher des informations de nature scientifique, les évaluer et les utiliser pour éclairer la prise de décisions et les actions). Cette compétence exige des connaissances notionnelles, procédurales et épistémiques.

Les compétences en science de l’environnement mesurées dans le cadre du PISA 2025 sont liées aux résultats environnementaux de l’éducation en sciences, ce qui est défini comme l’« agentivité dans l’anthropocène ».

L’agentivité dans l’anthropocène repose sur la compréhension du fait que l’être humain a déjà altéré profondément les systèmes de la Terre et qu’il continue à le faire. Elle s’applique aux façons d’être et d’agir dans le monde, qui font de l’être humain une composante des écosystèmes (et non un élément distinct de ceux‑ci), et qui reconnaissent et respectent toutes les espèces ainsi que l’interdépendance de la vie. 

Les jeunes qui font preuve d’agentivité dans l’anthropocène : 

• ont la conviction que leurs actions seront reconnues, approuvées et efficaces pour atténuer le changement climatique, la perte de la biodiversité, le manque d’eau et les autres problèmes et crises complexes ;
• reconnaissent les nombreuses façons par lesquelles les sociétés peuvent créer des injustices et travaillent pour permettre à tout un chacun de contribuer au bien‑être de la communauté et de l’écosystème ;
• font preuve d’espoir, de résilience et d’efficacité face aux crises à la fois sociales et environnementales ;
• respectent et évaluent une multitude de points de vue et de systèmes de connaissances ;
• participent avec d’autres jeunes et des adultes de toutes les générations à des processus civiques qui mènent au mieux‑être communautaire et à un avenir durable ;
• travaillent individuellement et collectivement à différentes échelles (de l’échelle locale à l’échelle mondiale) pour comprendre et relever les défis complexes auxquels font face tous les membres de nos communautés.

Le document de travail de l’OCDE accessible ici donne plus de renseignements à ce sujet.

L’évaluation des sciences du PISA 2025 ne peut porter que sur un nombre limité de notions scientifiques. Les connaissances à évaluer seront choisies dans les grandes disciplines scientifiques (physique, chimie, biologie et sciences de la Terre et de l’univers) et :

• sont pertinentes par rapport à des situations de la vie réelle ;
• portent sur des concepts scientifiques fondamentaux ou de grandes théories explicatives, qui sont bien établis et d’une utilité durable ;
• sont en adéquation avec le niveau de développement des jeunes de 15 ans.

Le cadre utilise le terme « systèmes » plutôt que « sciences » dans la description des connaissances notionnelles, pour exprimer l’idée que les citoyennes et citoyens doivent comprendre les concepts des sciences physiques et de la vie, des sciences de la Terre et de l’univers, ainsi que leur application dans des contextes où les éléments des connaissances sont interdépendants et interdisciplinaires. 

À l’aide des flèches ci‑dessous, explorez en détails chaque connaissance notionnelle clé.

Par connaissances procédurales, on entend le fait de connaître les procédures et les pratiques standards que les scientifiques utilisent pour obtenir des données fiables et valides. Ces connaissances sont indispensables tant pour entreprendre une étude scientifique que pour évaluer de façon critique les faits susceptibles d’être utilisés pour appuyer des thèses formulées à partir de données.

Voici quelques exemples de connaissances procédurales susceptibles d’être évaluées :

• Le concept de variables (variables dépendantes et indépendantes, variables de contrôle, etc.)
• Les concepts de mesure quantitative (mesure stricto sensu) et qualitative (observation), l’utilisation d’échelles, le concept de variables catégorielles et continues, etc.
• Les méthodes permettant d’évaluer et de réduire le degré d’incertitude, p. ex., la méthode qui consiste à réitérer une mesure et à faire la moyenne des valeurs obtenues
• Les mécanismes permettant de garantir la précision (la concordance des valeurs obtenues à chaque mesure de la même quantité) et l’exactitude des données (la concordance entre la mesure d’une quantité et sa valeur réelle)
• Les méthodes courantes permettant de résumer et de représenter des données à l’aide de tableaux, de graphiques et de schémas, ainsi que l’utilisation appropriée de ces méthodes
• La stratégie des variables de contrôle et son rôle dans les expériences ou la réalisation d’essais comparatifs randomisés pour prévenir les fausses conclusions et cerner les mécanismes de causalité
• Le protocole approprié de recherche sur une question scientifique donnée (expérience, observation sur le terrain, recherche de tendances, etc.) et le rôle des mesures de contrôle dans l’établissement d’une causalité
• Les procédures d’approbation par des pairs utilisées par la communauté scientifique pour s’assurer de la crédibilité des thèses