→ Consulter l'intégralité du rapport Le CIRANO et le Centre de recherches mathématiques sont partenaires d’En avant math !, une initiative d’envergure nationale pour promouvoir les mathématiques et accroître la numératie. Depuis trois ans, plusieurs travaux ont permis d'identifier des pistes de solutions afin d'assurer le développement d'une main-d'œuvre hautement qualifiée en mathématiques appliquées et favoriser une meilleure adéquation entre les compétences des personnes et les besoins du marché du travail, particulièrement dans les secteurs des sciences, de la technologie, de l'ingénierie et des mathématiques (STIM). Les auteurs présentent ici les principaux enseignements et recommandations qui se dégagent des travaux de la première phase d’En avant math !.  

→ Lire l’article dans PERSPECTIVES Le CIRANO et le Centre de recherches mathématiques sont partenaires d’En avant math !, une initiative d’envergure nationale pour promouvoir les mathématiques et accroître la numératie. Depuis trois ans, plusieurs travaux ont permis d'identifier des pistes de solutions afin d'assurer le développement d'une main-d'œuvre hautement qualifiée en mathématiques appliquées et favoriser une meilleure adéquation entre les compétences des personnes et les besoins du marché du travail, particulièrement dans les secteurs des sciences, de la technologie, de l'ingénierie et des mathématiques (STIM). Les auteurs présentent ici les principaux enseignements et recommandations qui se dégagent des travaux de la première phase d’En avant math !.  

Ce rapport présente une revue de littérature visant à mieux cerner la notion de numératie pour en extraire ses principaux attributs. Cette revue permet une meilleure compréhension de ce qu’est la numératie et amène une réflexion nouvelle qui peut servir à orienter le design de ressources pour la numératie tout en mettant en valeur les caractéristiques et les spécificités de la culture mathématique du Québec. 

Le présent rapport porte sur les résultats de l’analyse des expériences en numératie de cinq pays: le Royaume-Uni, l’Australie, le Canada avec deux juridictions, le Québec et l’Ontario, Singapour et la France. Le récit de chaque expérience en numératie est articulé autour des cadres, institutions, programmes et projets ainsi que les ressources dont le pays s’est doté. Pour ce faire, nous avons consulté divers documents, articles, rapports d’études, sites web officiels, etc.  Ce projet nous a permis de dresser un portrait des différentes approches et des différentes interventions adoptées par certains pays pour appréhender une problématique complexe et une compétence de plus en plus définie comme une compétence de base et essentielle.

Ce rapport présente une étude portant sur les concepts et processus enseignés à l’école secondaire au Québec. Il étudie l’alignement entre les concepts enseignés et les concepts utilisés par des travailleurs de l’industrie STIM du Québec, l’alignement entre les motivations et les tensions des enseignants et les concepts mathématiques enseignés, ainsi que l’alignement entre l’épistémologie des enseignants de mathématiques du secondaire, les concepts mathématiques du programme de formation et les mathématiques utilisées par les travailleurs de l’industrie STIM. Dans un premier temps, nous avons fait une analyse des concepts et des processus mathématiques présents dans le programme de formation de l’école québécoise du secondaire, volet mathématique. Nous avons comparé cette analyse avec d’autres programmes de mathématiques. Nous avons étudié les métiers STIM représentés dans les manuels scolaires québécois. Dans un deuxième temps, nous avons interrogé des travailleurs STIM quant aux concepts mathématiques employés dans le cadre de leur travail. Nous avons comparé ces concepts mathématiques à ceux présents dans le Programme de formation de l’école québécoise. Dans un troisième temps, nous avons interrogé des enseignants de mathématiques du secondaire quant à leurs représentations des concepts mathématiques du programme. Nous leur avons fait parvenir un questionnaire et nous avons réalisé des groupes de discussion. Nous avons comparé leurs représentations de ces concepts mathématiques à ceux présents dans le Programme de formation de l’école québécoise. Nos résultats suggèrent que certains concepts mathématiques sont beaucoup utilisés par les travailleurs STIM, mais sont peu enseignés au secondaire. C’est le cas des statistiques qui sont principalement enseignées aux élèves du volet Culture Société Technique, volet qui ne conduit pas à se qualifier dans les programmes STIM du cégep et de l’université. Qui plus est, une grande proportion des enseignants rencontrés disent ne pas apprécier les statistiques. Ces résultats montrent un désalignement important qui pourrait conduire les élèves à une vision tronquée des mathématiques utilisées dans les carrières STIM.

Quel est l’impact des changements technologiques sur la demande de compétences ? Qu’en est-il pour les compétences plus particulièrement liées aux professions STIM ? Pour le déterminer, nous apparions les données occupationnelles des Recensements canadiens de 2006 et 2016 à des données détaillées qui associent à chaque occupation des mesures d'habileté et compétences requises pour occuper ces dernières. Nous trouvons que la demande des compétences liées aux mathématiques a augmenté pendant cette période, mais que l’augmentation est concentrée chez les professions STIM et les professions liées aux STIM. Nous trouvons aussi que les changements dans la demande de compétences s’observent à l’intérieur d’occupations définies finement, plutôt que par des changements dans la structure occupationnelle.

L’objectif de cette étude est d’estimer la relation entre les compétences en numératie mesurées à l’âge adulte et la rémunération des travailleurs au Québec. Pour ce faire, nous utilisons les micros données confidentielles du Programme pour l’évaluation internationale des compétences des adultes (PEICA) et celles de l’Enquête longitudinale et internationale des adultes (ELIA). Cette recherche est principalement descriptive. Dans un premier temps, nous dressons un portrait socioéconomique des individus selon leur niveau de compétences en numératie. Dans un deuxième temps, nous mesurons les rendements salariaux des compétences en numératie au Québec. Nous résultats suggèrent que pour les travailleurs actifs de la population québécoise, une augmentation d’un écart-type des compétences en numératie est associée à une augmentation moyenne de 21 % du salaire, un chiffre légèrement supérieur à celui estimé pour le reste du Canada. Nous documentons également en détail les variations dans ces rendements chez les adultes ayant des caractéristiques sociodémographiques différentes. Concrètement, nous estimons les rendements salariaux des compétences en numératie selon l’âge, le sexe, le pays de naissance, le niveau d’éducation des parents, le secteur d’activité et le type de travailleurs. Finalement, dans un troisième temps, nous évaluons à quel point les différentiels de compétences en numératie peuvent expliquer les écarts salariaux entre les hommes et les femmes. Nos résultats suggèrent que les disparités de compétences en numératie entre ces deux groupes peuvent expliquer une part importante des écarts de salaire entre les sexes. En effet, près de la moitié de l’écart salarial entre les hommes et les femmes est attribuable aux différences de compétences en numératie. Comparativement aux hommes, seulement 7.1 % des femmes de 16 à 64 ans au Québec ont un niveau de compétences en numératie élevé ou très élevé comparativement à 14.3 % des hommes.

Ce rapport est un portrait factuel de la situation des étudiants et des élèves du Québec par rapport aux mathématiques. Il présente des tableaux qui alimenteront la réflexion autour des STIM au Québec. Deux bases de données ont été exploitées pour conduire ce projet sur le portrait du Québec en mathématiques. D’une part, les données issues des tests internationaux de l’OCDE en lien avec les mathématiques et la numératie; en particulier les tests de TIMSS et de PISA. D’autre part, les données du Bureau de la Coopération Interuniversitaire (BCI) afin de pouvoir se prononcer sur une éventuelle pénurie au Québec en termes de relève dans le domaine des mathématiques. Dans le contexte du projet En avant math, sous la supervision du Ministère des Finances du Québec en lien notamment avec l’élaboration d’une stratégie visant à favoriser le développement d’une main-d’oeuvre hautement qualifiée en mathématiques appliquées pour des domaines de pointes, plusieurs informations publiées par l’OCDE et extraites des bases de données du BCI ont été réinvesties avec le but premier d’obtenir un portrait de la situation du domaine des mathématiques considéré comme ayant un pouvoir économique, socioéconomique, et un retour sur investissement des plus stratégiques. L’objectif du projet est de présenter une configuration de la situation propre au Québec qui ferait une jonction entre, d’une part, les acquis et « résidus » de son système scolaire et de formation et, d’autre part, les prescriptions et prérequis formulés par le marché du travail et le secteur de l’emploi. L’analyse des informations mises à disposition par les deux bases de données permettrait, éventuellement, l’élaboration d’une vision stratégique pour la valorisation et la promotion des mathématiques au Québec tout en considérant ses retombées économiques et sociétales (figure 1). Dans ce rapport, nous mettons en relief quatre dimensions souvent relevées dans les rapports et les travaux de recherche à savoir les questions de performance, du genre, du statut des élèves et des étudiants ainsi que de la pénurie. Dans notre rapport sur les expériences à l’international en numératie, nous avons tenu à analyser le Québec en tant que cas; au même titre que Singapour. En effet, le Québec se distingue au Canada et à l’international par une culture mathématique qui lui est propre et qu’il cultive depuis plusieurs décennies. Mais, le Québec risque, comme c’est déjà le cas pour 80 % des pays de l’OCDE, de « couver » une sévère pénurie dans le domaine des mathématiques. Sa participation aux tests de l’OCDE lui permet de retracer une évolution particulière dans le domaine des mathématiques et de la numératie face à des cadres de référence très dynamiques et en constante évolution. L’observation de cette évolution pourrait apporter des éléments de réponse à la question de ses secrets dans les classements internationaux, et, par le fait même, à l’identification des ingrédients de qualité afin de l’inviter à invertir dans l’optimisation de sa performance comme l’a fait Singapore il y a une vingtaine d’année.

Cette étude calcule pour le Québec  les taux de rendement, privés et sociaux, d’une scolarité universitaire de divers niveaux et domaines avec les données du Recensement canadien de 2016. Les résultats principaux sont présentés aux tableaux R1, R2 et à la figure R1. Le tableau R1 indique que : Le rendement social est toujours plus faible que le rendement privé car une partie du coût total d’une formation universitaire est supportée par la société. Les taux de rendement diminuent avec la croissance du niveau de scolarité (MD excepté). Les taux de rendement sont plus élevés pour les femmes que pour les hommes. Le tableau R2 indique que les taux de rendement varient fortement selon le domaine d’études au niveau du baccalauréat et sont généralement plus élevés dans les domaines scientifiques. La figure R1 indique que les études universitaires du 1er cycle sont fort payantes au Québec en 2000,2005, 2010 et 2015.Les taux de rendement pour 2015 diffèrent de ceux du tableau 1pour fin de comparabilité inter-temporelle.  On constate également que pour 2015 : l'enseignement universitaire est souvent mieux rémunéré dans le secteur public que dans le secteur privé ; une augmentation de la proportion de travailleurs détenant un diplôme universitaire en STIM augmente les gains des travailleurs non STIM dans les RMR canadiennes.

Ce projet se décline en deux volets : un volet s’intéressant aux enseignants du secondaire (volet dirigé par Annie Savard de l’Université McGill et chercheure au CIRANO) et un second, celui dont il est question ici, s’intéressant aux enseignantes du primaire. Les enseignantes du primaire contrairement aux enseignants du secondaire qui sont des spécialistes d’une matière scolaire, sont des généralistes, c’est-à-dire qu’elles enseignent toutes les matières scolaires au programme dont les mathématiques (à l’exception des quelques matières enseignées par des spécialistes, éducation physique, arts plastiques ou encore musique). Des études (Wright, S. P., Horn, S. P. & Sanders, W. C., 1997; Bressoux, P., 2001; Lubienski, S. T., Lubienski, C., Crane, C. C., 2012) ont montré l’importance de l’enseignant que ce soit au secondaire ou au primaire sur l’apprentissage des mathématiques. À titre d’anecdote, lorsqu’on demande aux étudiants en formation initiale des maîtres de penser à un cours de mathématiques qu’ils ont particulièrement apprécié, c’est toujours grâce à l’enseignant et à l’inverse, un cours de mathématiques qu’ils n’ont pas aimé, c’est à cause de l’enseignant. Si le rôle de l’enseignante est fondamental dans l’apprentissage des mathématiques, il y a lieu de nous interroger sur la formation que les futurs enseignantes du primaire reçoivent en mathématiques. L’enseignante du primaire a aussi un programme d’études à suivre qui lui dicte les concepts mathématiques à travailler avec ses élèves ainsi que les compétences à développer chez ces derniers. Pour ce faire, elle s’appuie généralement sur des manuels scolaires. Une recension des outils mis à la disposition des enseignantes du primaire (outils qui ont reçu l’approbation du ministère de l’éducation, programmes d’étude, progression des apprentissages et manuels scolaires) sera aussi présentée.

Pour plusieurs, le développement et la croissance économique des prochaines années seraient particulièrement tributaires d’un niveau élevé en capital humain des populations, et celui associé à une forte formation scientifique. On n’a qu’à penser aux défis que posent les changements climatiques, la maîtrise des nouvelles technologies et l’impact du développement de l’intelligence artificielle pour s’en convaincre. Une opinion répandue est que la technologie, davantage que les changements de comportements des consommateurs, sauvera la planète. Le marché du travail devra s’adapter aux applications liées à l’intelligence artificielle. Bref, une main-d’œuvre particulière sera requise. Deux questions nous interpellent à cet égard. Premièrement, quels sont les déterminants de l’acquisition d’un diplôme universitaire? Deuxièmement, conditionnel à ce premier choix, quels sont les déterminants d’un choix d’un domaine scientifique, notamment, celles exigeant une formation en mathématique importante? Sur la base d’identifier ces déterminants, quelles sont les politiques éducationnelles et économiques en mettre en place pour hausser la diplomation universitaire et inciter des choix de carrières scientifiques?