Matriz de Ciências do PISA 2025

A conquista cultural da ciência é um conjunto de teorias explicativas que transformaram nossa compreensão do mundo natural. A competência para explicar os fenômenos que ocorrem no mundo material depende, portanto, do conhecimento dessas grandes ideias da ciência.

Os estudantes precisam reconhecer, produzir, aplicar e avaliar explicações e soluções para uma série de fenômenos e problemas naturais e tecnológicos, demonstrando a capacidade de: 

• Lembrar e aplicar um conhecimento científico apropriado.
• Usar diferentes formas de representações e traduzir entre uma forma e outra.
• Fazer e justificar previsões e soluções científicas adequadas.
• Identificar, construir e avaliar modelos.
• Reconhecer e desenvolver hipóteses explicativas de fenômenos no mundo material.
• Explicar as potenciais implicações do conhecimento científico para a sociedade.

No entanto, formular explicações de fenômenos científicos, tecnológicos e ambientais requer mais do que a capacidade de lembrar e usar teorias, ideias explicativas, informações e fatos (conhecimento de conteúdo). Oferecer uma explicação científica também requer a compreensão de como esse conhecimento surgiu e o nível de confiança que podemos ter sobre quaisquer alegações científicas. Para essa competência, o indivíduo precisa conhecer procedimentos e práticas padrões utilizados na investigação científica para obter esse conhecimento (conhecimento procedimental) e compreender seu papel e função na justificativa do conhecimento produzido pela ciência (conhecimento epistêmico).

A última década viu uma explosão na quantidade e no fluxo de informações e na capacidade dos indivíduos de acessá-las. Infelizmente, assim como o fluxo de informações válidas e confiáveis, há um fluxo crescente de desinformação. Quando se trata de informações científicas, válidas ou não, todos os cidadãos precisam da competência de saber avaliar a credibilidade e o valor das informações que comumente cercam qualquer questão relacionada à ciência.

Há uma preocupação crescente com a facilidade com que as pessoas aceitam crenças tidas como “científicas”, para as quais não há evidências materiais substanciais e para as quais há boas evidências em contrário. Uma pessoa com formação científica deve entender a importância de se desenvolver uma disposição cética, que busca questionar se há um conflito de interesses, se há um consenso científico estabelecido e se a fonte tem conhecimentos relevantes. 

No cerne dessa competência está a compreensão de que a ciência é um empreendimento de comunidade e que a ciência não é infalível. Embora cientistas ou equipes de cientistas possam estar errados, o consenso da comunidade científica é mais confiável, pois é o produto de uma extensa revisão por pares dentro dessa comunidade que representa um conhecimento que foi verificado e revisado muitas vezes.

Os estudantes precisam pesquisar e avaliar informações científicas, alegações e argumentos em várias representações e contextos e tirar conclusões apropriadas, demonstrando a capacidade de:

• Pesquisar, avaliar e divulgar os méritos relativos de diferentes fontes de informação (científica, social, econômica e ética) que podem ter significado ou mérito ao chegar a decisões sobre questões relacionadas à ciência, e se elas dão suporte a um argumento ou solução.
• Distinguir entre opiniões e afirmações baseadas em fortes evidências científicas, especialistas ou não, e fornecer motivos para essa distinção.
• Construir um argumento para dar suporte a uma conclusão científica apropriada a partir de um conjunto de dados.
• Criticar falhas padrões em argumentos relacionados à ciência, como por exemplo suposições fracas, causa versus correlação, explicações com falhas, generalizações de dados limitados.
• Justificar decisões usando argumentos científicos, individuais ou comunitários, que contribuam para a resolução de questões contemporâneas ou para o desenvolvimento sustentável.

Essa competência exige que os estudantes possuam conhecimento procedimental e epistêmico, mas também possam extrair, em graus variados, o conhecimento que possuem sobre conteúdo da ciência.

O estudante que demonstra essa competência consegue:

• Buscar e avaliar evidências de diversos sistemas e fontes de conhecimento.
• Avaliar e projetar soluções potenciais para questões sociais, ambientais e ecológicas usando o pensamento criativo e sistêmico, levando em consideração as implicações para as gerações atuais e futuras.
• Envolver-se, de modo individual e coletivo, em processos cívicos para tomar decisões informadas e consensuais.
• Estabelecer metas, colaborar com outros jovens e adultos de diferentes gerações e agir para uma mudança socioecológica regenerativa e duradoura em várias escalas (local e global).

Os elementos desta competência são medidos pela Competência Científica 2 (Construir e avaliar projetos para investigação científica e interpretar de modo crítico dados científicos e evidências) e Competência Científica 3 (Pesquisar, avaliar e usar informações científicas para tomada de decisão e ação). Essa competência requer conhecimento procedimental, epistêmico e de conteúdo.

As competências em Ciências Ambientais a serem medidas no PISA 2025 estão vinculadas aos resultados relacionados ao meio ambiente provenientes da educação científica dos estudantes, definidos como “Agência no Antropoceno”. 

A Agência no Antropoceno requer a compreensão de que os impactos humanos já alteraram (e continuam alterando) significativamente os sistemas da Terra. Refere-se a maneiras de ser e agir no mundo que colocam as pessoas como parte de ecossistemas (e não separadas deles), reconhecendo e respeitando todas as espécies e a interdependência da vida.

Os jovens com Agência no Antropoceno:

• Acreditam que suas ações serão valorizadas, aprovadas e eficazes ao trabalharem para mitigar as mudanças climáticas, a perda de biodiversidade, a escassez de água e outras questões e crises complexas.
• Reconhecem as muitas maneiras pelas quais as sociedades criaram injustiças e trabalham para capacitar todas as pessoas para contribuir para o bem-estar da comunidade e do ecossistema.
• Demonstram esperança, resiliência e eficácia diante de crises sociais e ecológicas.
• Respeitam e avaliam múltiplas perspectivas e diversos sistemas de conhecimento.
• Envolvem-se com outros jovens e adultos, de diferentes gerações, em processos cívicos que levam a um melhor bem-estar da comunidade e a futuros sustentáveis.
• Trabalham individualmente e com outras pessoas em várias escalas, locais e globais, para entender e enfrentar desafios complexos que todos os seres enfrentam em nossas comunidades.

Mais sobre isso pode ser lido no documento da OCDE aqui.

Apenas uma amostra do domínio de conteúdo de ciências pode ser demonstrada na avaliação científica do PISA 2025. O conhecimento a ser avaliado será selecionado a partir dos principais campos da física, química, biologia, ciências da Terra e do espaço, de modo que o conhecimento:

• Tenha relevância para situações da vida real.
• Represente um importante conceito científico das principais teorias explicativas que já são bem estabelecidas e têm utilidade duradoura.
• Seja apropriado para o nível de desenvolvimento de 15 anos de idade.

A matriz usa o termo “sistemas” em vez de “ciências” nos descritores de conhecimento de conteúdo para transmitir a ideia de que os cidadãos devem entender conceitos das ciências físicas e da vida, ciências da Terra e do espaço, e sua aplicação em contextos em que os elementos do conhecimento são interdependentes e interdisciplinares.

Use as setas abaixo para rever em detalhes o conhecimento de conteúdo principal.

Pode-se pensar no conhecimento procedimental como sendo o conhecimento dos procedimentos e práticas padrões que os cientistas usam para obter dados confiáveis e válidos. Esse conhecimento é necessário tanto para realizar uma investigação científica quanto para rever de maneira crítica as evidências que podem ser usadas para dar suporte às reivindicações feitas a partir dos dados.

Os exemplos de conhecimento procedimental que podem ser testados incluem:

• O conceito de variáveis, incluindo variáveis dependentes, independentes e de controle.
• Conceitos de medição, por exemplo, [medições] quantitativas, [observações] qualitativas, uso de escala, variáveis categóricas e contínuas.
• Maneiras de avaliar e minimizar a incerteza, como repetir e calcular a média das medições.
• Mecanismos para garantir a precisão (proximidade de consenso entre medições repetidas da mesma quantidade) e precisão dos dados (proximidade de consenso entre uma quantidade medida e um valor real da medida).
• Maneiras comuns de abstrair e representar dados usando tabelas, gráficos e diagramas, e seu uso apropriado.
• Estratégia de controle de variáveis e seu papel no projeto experimental ou o uso de ensaios clínicos randomizados para evitar achados confusos e identificar possíveis mecanismos causais.
• Dada uma questão científica, qual projeto é o mais apropriado para a investigação - por exemplo, experimental, de campo ou busca de padrões; o papel dos controles para estabelecer a causalidade.
• Quais processos de verificação por pares são usados pela comunidade científica para garantir que as alegações de conhecimento sejam confiáveis.