Accroissement des disparités genrées de performance en mathématiques en CM1 : une évolution aux conséquences graves

TIMSS 2023 : des performances d’ensemble décevantes mais stables

Les résultats de la dernière vague de l’enquête TIMSS, qui évalue tous les quatre ans le niveau en mathématiques et en sciences des élèves de CM1 et de quatrième ont été publiés ce mercredi 4 décembre^[1].

En ce qui concerne les mathématiques, le niveau moyen de la France reste décevant mais stable par rapport à 2019, aussi bien en CM1 (score moyen de 485 en 2019, 484 en 2023) qu’en quatrième (score moyen de 483 en 2019, 479 en 2023). La répartition des élèves entre les différents seuils de niveau fixés par l’enquête demeure elle aussi stable : en CM1 comme en quatrième, environ 15% des élèves sont en dessous du seuil de niveau minimal, et seuls 3% atteignent le seuil de niveau le plus élevé, comme l’illustrent les graphiques ci-dessous produits par nos soins à partir des données publiées par l’IEA.

La seule évolution notable est le changement observé en quatrième entre 2019 et 2023 qui va dans le sens d’une polarisation des performances. On trouve ainsi moins d’élèves de niveau intermédiaire ou bas (-8 points de pourcentage) et plus d’élèves de niveau élevé et avancé (+ 3 points de pourcentage) et plus d’élèves de niveau très bas (+ 5 points de pourcentage).

En comparant toutefois les quatrièmes de 2023 avec les CM1 de 2019, qui appartiennent à la même cohorte (modulo les sauts de classe ou les redoublements, qui se font par ailleurs de plus en plus rares^[2]), on constate une relative stabilité de la répartition des élèves, observation que nous avions déjà faite en comparant les CM1 de 2015 avec les quatrièmes de 2019. Ceci suggère que les performances se polarisent plutôt d’une cohorte à l’autre au fil des années et non au sein d’une même cohorte entre le CM1 et la quatrième.

Ces résultats sont d’autant plus frappants en comparant la France à d’autres pays comme l’Angleterre, les États-Unis ou même Singapour, dans lesquels la répartition d’une même cohorte entre les seuils de niveau en mathématiques se transforme sensiblement entre le milieu du primaire et le milieu du collège avec, dans ces trois pays, une réduction de la part d’élèves de bon niveau et une augmentation de la part d’élèves de niveau faible.

Entre 2019 et 2023, apparition d’écarts de genre significatifs en sciences et en mathématiques

Le phénomène le plus frappant de cette nouvelle édition concerne néanmoins les écarts de compétences entre les garçons et les filles, plaçant la France en dernière position des 58 pays de l’étude (CM1, mathématiques).

On note en premier lieu l’apparition d’un écart en sciences en CM1. En 2019, l’écart filles-garçons en sciences était statistiquement nul en CM1 comme en quatrième. En 2023, bien que l’écart observé en quatrième (donc chez les élèves qui étaient en CM1 en 2019) demeure statistiquement non significatif, un écart de 9 points apparait en CM1 en faveur des garçons.

De la même façon, l’écart de compétence en mathématiques entre les garçons et les filles en CM1 s’accroît considérablement ; il valait 14 points en 2019, il en vaut 23 en 2023. Plus précisément, les filles de CM1 ont perdu 5 points entre les deux enquêtes (moyenne de 478 en 2019 contre 473 en 2023), et les garçons ont gagné 5 points (moyenne de 491 en 2019 et 496 en 2023). On constate néanmoins que cet écart ne semble pas s’accroître au cours de la scolarité, puisque l’écart garçons-filles qui valait 14 points chez les CM1 de 2019 vaut 12 points dans cette même cohorte d’élèves scolarisés en quatrième en 2023.

Si ces tendances devaient se prolonger, on observerait un écart de compétence en mathématiques d’environ 20 points entre les garçons et les filles qui entreront en quatrième en 2027, ce qui a toutes les chances de tarir encore davantage le flux de filles s’orientant vers les disciplines scientifiques les plus numérisées (mathématiques, informatique, physique-chimie) dans l’enseignement secondaire.

Apparition d’un écart genré de performance en mathématiques au cours du CP : quelles preuves et quelles explications ?

Plusieurs études récentes documentent l’apparition d’écarts de performances en mathématiques entre filles et garçons au cours de l’année de CP ; nous nous proposons de revenir sur trois d’entre elles parues ces dernières années, concernant spécifiquement le contexte français.

En premier lieu, le Conseil Scientifique de l’Éducation Nationale a publié en septembre 2021^[3] une note réalisée à partir des données du dispositif « EvalAide » qui concernait l’ensemble des élèves entrés en CP en 2018 et comprenait trois évaluations de leur niveau de langage et de mathématiques : une en début de CP, une en milieu de CP et une à l’entrée en CE1. Le constat est clair : si aucun écart n’existe entre les garçons et les filles en mathématiques à l’entrée en CP, il apparaît bien en milieu de CP et se renforce à l’entrée en CE1.

Pauline Martinot, l’une des principales rédactrices de la note, concluait lors d’une conférence donnée cet automne au Collège de France^[4] à un effet de la scolarisation sur les écarts genrés de performance en mathématiques.

Elle cite plusieurs études en psychologie pour expliquer ce phénomène ; nous en retiendrons deux grands arguments. En premier lieu, les enseignants du primaire, qui sont souvent des femmes, transmettraient leur anxiété mathématique aux petites filles, ce qui affecterait leur performance (nous verrons que cette hypothèse est contredite par d’autres études). En second lieu, les élèves seraient exposés à l’école, toujours principalement par l’intermédiaire des professeurs, à des stéréotypes de genre concernant les sciences qui permettraient d’expliquer l’émergence de disparités genrées de performance en mathématiques.

Une seconde étude a été publiée en 2022^[5] dans le cadre de l’Enquête Longitudinale Française depuis l’Enfance (ELFE) mise en place par l’INED (Institut National d’Études Démographiques). Cette enquête suit depuis leur naissance environ 18 000 individus nés en 2011 ; près de 2 700 d’entre eux ont participé à un dispositif qui consistait à tester les compétences en mathématiques et en langage des élèves en fin de maternelle puis en début de primaire. Les tests ont par ailleurs été passés par d’autres élèves ne participant pas initialement à l’enquête ELFE, pour s’assurer de la robustesse des résultats. Pour les deux groupes d’élèves, les conclusions sont les mêmes : aucune différence significative n’existe en mathématiques entre les filles et les garçons à l’école maternelle alors qu’un écart en faveur des garçons s’observe en début de primaire.

Enfin, un travail de Thomas Bréda, Joyce Sultan Parraud et Lola Touitou^[6] dont les principaux résultats sont résumés dans une note de l’Institut des Politiques Publiques datant de janvier 2024^[7] réitère le même constat, toujours à partir des données nationales d’évaluation de la DEPP^[8] mais sur un plus grand nombre de cohortes (de 2018 à 2022). La conclusion demeure la même : « L’écart en mathématiques en faveur des garçons apparaît en milieu d’année de CP et se creuse en début de CE1. Les filles perdent en moyenne 6 rangs^[9] par rapport aux garçons durant la première année d’école élémentaire.»

Ces économistes vont plus loin dans leur analyse du phénomène et des mécanismes à l’œuvre. En premier lieu, elles constatent que la perte s’effectue surtout pour les filles les plus performantes ; si en début de CP les filles sont moins bien représentées dans les performances extrêmes en mathématiques (les moins bonnes comme les meilleures), on constate en milieu de CP et, a fortiori, en début de CE1 qu’elles sont de moins en moins présentes parmi les meilleurs. Les auteurs observent ainsi que « les filles ne représentent plus que 25 % des élèves les plus performants en début de CE1. Quel que soit leur niveau en mathématiques en début de CP, elles progressent moins que les garçons au cours de cette première année ».

Par ailleurs, les chercheuses testent l’impact du contexte familial et de l’environnement scolaire sur l’ampleur du décrochage des filles en mathématiques. Elles observent des effets du contexte de la classe qui sont très modérés : les filles perdent un peu moins par rapport aux garçons quand leur enseignant est une femme (ce qui contredit l’hypothèse d’une transmission de l’anxiété mathématique par les femmes), quand il y a plus de filles dans la classe ou quand le meilleur élève de la classe est une fille. Elles constatent également un décrochage plus faible des filles dans les réseaux d’éducation prioritaire, mais pas de différence entre le public et le privé. Leur conclusion d’ensemble est que la perte de niveau relatif des filles en mathématiques au cours du CP est un phénomène diffus, qui varie somme toute assez peu selon le contexte familial et scolaire.

Notre analyse des données TIMSS de 2015 et 2019 confirme les observations de Thomas Bréda, Joyce Sultan Parraud et Lola Touitou : en CM1 comme en quatrième, plus l’on s’élève dans la hiérarchie des seuils de niveau, plus la part de filles diminue. Le phénomène s’accentue notablement en CM1 entre 2015 et 2019, mais aussi entre les CM1 de 2015 et les quatrièmes de 2019. Il y a donc ici visiblement un double effet : non seulement la part de filles parmi les meilleurs en mathématiques diminue en CM1 d’une cohorte à l’autre, mais elle diminue aussi pour une même cohorte entre le CM1 et la quatrième. La publication des données TIMSS 2023 en février devrait nous permette de confirmer ou d’infirmer cette tendance, qui ne présage rien de bon quant à l’évolution de l’effectif de filles qui s’orienteront in fine vers des formations puis des carrières liées aux mathématiques.

Les risques d’une communication sans précautions autour des écarts de performance

On le voit, l’apparition d’un écart de performance en mathématiques entre les garçons et les filles en début de primaire est un phénomène aujourd’hui bien documenté, expliqué la plupart du temps par l’intériorisation dans le contexte scolaire de stéréotypes de genre relatifs aux sciences. La dernière enquête TIMSS nous rappelle l’ampleur de ce phénomène et suggère qu’il a tendance à s’intensifier dans le cas français. Ce fait est d’autant plus frappant que les filles sont scolairement en réussite par rapport aux garçons dans tous les autres domaines et à tous les niveaux de la scolarité^[10].

Néanmoins, insister trop lourdement sur l’ampleur des écarts de performance entre filles et garçons en mathématiques peut être contre-productif à deux titres. D’une part, une communication parfois maladroite sur le sujet peut contribuer à une simplification excessive du message : certains commentaires généralisent, voire naturalisent le phénomène (« les filles sont moins bonnes en maths que les garçons ») ce qui conduit à renforcer le stéréotype contre lequel il s’agit précisément de lutter. Les disparités genrées de performance en mathématiques sont extrêmement variables dans le temps et dans l’espace, comme le prouvent les vagues successives de l’enquête TIMSS, ce qui démontre bien qu’elles résultent d’effets de contexte complexes et imbriqués. D’autre part, la confusion nous semble trop souvent faite entre écarts de performances en mathématiques et écarts d’orientation vers certaines formations ou carrières scientifiques regroupées sous le nom de STEM (Science Technology Engineering and Mathematics). Si les premiers contribuent à expliquer les seconds, ce n’est en fait que de manière extrêmement partielle^[11].

Autrement dit, à niveau en mathématiques égal, les filles désertent les filières scientifiques de l’enseignement secondaire et supérieur et bien qu’il soit évidemment regrettable de constater que les écarts de performances augmentent, il nous semble important de ne pas perdre de vue le problème essentiel des écarts d’orientation, qui s’en trouveront d’ailleurs probablement amplifiés. Une note du Conseil d’Analyse Économique^[12] décrivait la semaine passée les écarts genrés d’orientation dans les STEM comme « la première brique des inégalités de genre en matière salariale », dont la réduction semble ralentir. Il apparaît donc plus que jamais crucial de s’interroger sur la manière dont on pourrait inciter davantage de filles tout aussi douées que leurs pairs masculins à se tourner vers les mathématiques, l’ingénierie et les technologies. Comme le rappelait Pierre-Michel Menger commentant les résultats au concours Kangourou dans le cadre son cours au Collège de France^[13], on trouve à tous les niveaux de la scolarité de très belles réussites mathématiques chez les filles, qu’il faut mettre en lumière et encourager pour les multiplier.

Les raisons des écarts genrés dans l’orientation vers des formations et carrières scientifiques : de nombreuses voies d’actions possibles.

De nombreuses explications sont envisagées dans la littérature en sociologie et en économie de l’éducation pour tâcher de comprendre pourquoi les filles font si peu les choix de certaines disciplines scientifiques dans le secondaire, dans le supérieur puis dans leur carrière professionnelle. On documente un effet de différences individuelles comme le goût pour les sciences et la confiance en soi en mathématiques^[14] (dont nombre d’évaluations récentes de la DEPP documentent qu’elle est beaucoup plus faible chez les filles à tous les niveaux de la scolarité^[15]), mais aussi des différences d’aspirations scolaires ou professionnelles liées à des représentations genrées des métiers^[16] et à la dynamique de la féminisation des disciplines^[17] ou encore des différences dans le rapport à l’orientation scolaire et professionnelle de manière générale. Des effets de contexte sont également documentés : à l’échelle nationale, l’intensité des stéréotypes genrés associés aux mathématiques dans le pays (qui n’est paradoxalement pas corrélée à l’état d’ensemble des inégalités de genre^[18]) mais aussi d’autres caractéristiques du contexte national comme le niveau moyen en mathématiques^[19] pourraient avoir un impact.

À d’autres échelles, on étudie des facteurs comme la structuration de l’offre d’enseignements scientifiques^[20] ou encore le contexte de l’établissement^[21]. Du point de vue des solutions, une étude récente a montré l’impact positif que peut avoir l’exposition à des role models féminins^[22]. Pour finir, mon propre travail de thèse (encore en cours) explore les effets de la structure de l’offre d’enseignement et de l’organisation du travail d’accompagnement à l’orientation au sein des établissements comme facteurs amplificateurs ou réducteurs des écarts genrés d’accès aux mathématiques au lycée, à l’intérieur ou à la marge du système scolaire.

 

Mots-clés : Mathématiques – Enseignement – TIMSS 2023 – comparaison internationale – distribution du niveau

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^[1] https://timss2023.org/results/

^[2] Voir par exemple : MATTENET, Jean-Pierre, et Xavier SORBE. 2014. « Forte baisse du redoublement : un impact positif sur la réussite des élèves » NI DEPP 14.36

^[3] « Qu’apprend-on des évaluations de CP-CE1 ? », Note du Conseil Scientifique de l’Éducation Nationale rédigée par Pauline Martinot, Stanislas Dehaene, Pascal Bressoux, Pascal Huguet, Cassandra Potier-Watkins, Liliane Sprenger-Charolles et Johannes Ziegler, Septembre 2021

^[4] https://www.college-de-france.fr/fr/agenda/grand-evenement/genre-et-sciences/emergence-ecarts-entre-filles-et-garcons-en-mathematiques-ecole-primaire

^[5] Fischer, Jean-Paul, et Xavier Thierry. 2022. « Boy’s Math Performance, Compared to Girls’, Jumps at Age 6 (in the ELFE’s Data at Least) ». British Journal of Developmental Psychology 40(4):504‑19.

^[6] Thomas Breda, Joyce Sultan Parraud, Lola Touitou. Early Gendered Performance Gaps in Math: An Investigation on French Data. 2024.

^[7] T. Breda, J. Sultan Parraud, L. Touitou. Le décrochage des filles en mathématiques dès le CP : une dynamique diffuse dans la société. Janvier 2024. Note IPP 101

^[8] Direction de l’Évaluation, de la Prospective et de la Performance

^[9] Tous les calculs sont fait à partir du « rang centile » de l’élève : « Un élève avec un score donnant un rang centile r signifie que l’élève a obtenu un résultat meilleur ou équivalent à r % de sa cohorte ».

^[10] DEPP, 2024, Filles et garçons sur le chemin de l’égalité, de l’école à l’enseignement supérieur, Paris.

^[11] Mann, Allison, et Thomas A. DiPrete. 2013. « Trends in Gender Segregation in the Choice of Science and Engineering Majors ». Social Science Research 42(6):1519.

^[12] Auriol, Emmanuelle, et Camille Landais. 2024. « Égalité hommes-femmes : une question d’équité, un impératif économique ».

^[13] https://www.college-de-france.fr/fr/agenda/cours/questions-education-suite/la-production-scolaire-et-la-production-periscolaire-education-une-etude-de-cas-le-concours

^[14] Thomas Breda, Julien Grenet, Marion Monnet, Clémentine van Effenterre. Les filles et les garçons face aux sciences. Éducation & formations, 2018, L’égalité entre les filles et les garçons, entre les femmes et les hommes, dans le système éducatif Volume 2 – suite du n° 96, 2 (97), pp.5-29.

^[15] DEPP, 2024, Filles et garçons sur le chemin de l’égalité, de l’école à l’enseignement supérieur, Paris

^[16] Bosse, Nathalie, et Christine Guégnard. 2007. « Les représentations des métiers par les jeunes : entre résistances et avancées ». Travail, genre et sociétés 18(2):2746.

^[17] Blanchard, Marianne, Sophie Orange, et Arnaud Pierrel. 2016. Filles + sciences = une équation insoluble? enquête sur les classes préparatoires scientifiques. Paris: Éditions Rue d’Ulm.

^[18] Breda T, Jouini E, Napp C, Thebault G. Gender stereotypes can explain the gender-equality paradox. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Dec 8;117(49)

^[19] Mann, Allison, et Thomas DiPrete. 2016. « The Consequences of the National Math and Science Performance Environment for Gender Differences in STEM Aspiration ». Sociological Science 3:568‑603.

^[20] Mann, Allison, et Thomas A. DiPrete. 2013. « Trends in Gender Segregation in the Choice of Science and Engineering Majors ». Social Science Research 42(6):1519.

^[21] Legewie, Joscha, et Thomas A. DiPrete. 2014. « The High School Environment and the Gender Gap in Science and Engineering ». Sociology of Education 87(4):259‑80.

^[22] Thomas Breda, Julien Grenet, Marion Monnet, Clémentine Van Effenterre, How Effective are Female Role Models in Steering Girls Towards STEM? Evidence from French High Schools, The Economic Journal, Volume 133, Issue 653, July 2023, Pages 1773–180