RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 1
DESENVOLVIMENTO DE UMA PROPOSTA CURRICULAR DE CIÊNCIAS PARA
OS PRIMEIROS ANOS DE ESCOLARIDADE: FUNDAMENTOS, PROCESSO E
PRODUTO
ELABORACIÓN DE UNA PROPUESTA CURRICULAR DE CIENCIAS PARA LOS
PRIMEROS AÑOS DE ESCOLARIDAD: FUNDAMENTOS, PROCESO Y PRODUCTO
DEVELOPMENT OF A SCIENCE CURRICULUM PROPOSAL FOR THE FIRST
YEARS OF SCHOOLING: FOUNDATIONS, PROCESS AND PRODUCT
Patrícia Christine SILVA1
e-mail: christine.silva@ua.pt
Ana Valente RODRIGUES2
e-mail: arodrigues@ua.pt
Como referenciar este artigo:
SILVA, P. C.; RODRIGUES, A. V. Desenvolvimento de uma
proposta curricular de ciências para os primeiros anos de
escolaridade: Fundamentos, processo e produto. Revista on line de
Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072,
2023. e-ISSN: 1519-9029. DOI:
https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275
| Submetido em: 26/07/2023
| Revisões requeridas em: 31/08/2023
| Aprovado em: 16/10/2023
| Publicado em: 28/12/2023
Editor:
Prof. Dr. Sebastião de Souza Lemes
Editor Adjunto Executivo:
Prof. Dr. José Anderson Santos Cruz
1
Universidade de Aveiro (UA), Aveiro Portugal. Bolseira de doutoramento no Departamento de Educação e
Psicologia com bolsa FCT (SFRH/BD/143370/2019). Membro do Laboratório Aberto de Educação em Ciências
(LEduC) e Centro de Investigação em Didática e Tecnologia na Formação de Formadores (CIDTFF).
2
Universidade de Aveiro (UA), Aveiro Portugal. Professora auxiliar no Departamento de Educação e Psicologia.
Membro do Laboratório Aberto de Educação em Ciências (LEduC) e Centro de Investigação em Didática e
Tecnologia na Formação de Formadores (CIDTFF).
Desenvolvimento de uma proposta curricular de ciências para os primeiros anos de escolaridade: Fundamentos, processo e produto
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 2
RESUMO: As preocupações para a promoção da literacia científica para todos estão alinhadas
com as recomendações internacionais de organizações como a ONU e OCDE. Diretrizes
advogam um ensino das ciências contextualizado, sequencial e sistemático desde os primeiros
anos de escolaridade. Em Portugal, o currículo de ciências do ensino primário (6-10 anos de
idade) privilegia os conhecimentos em detrimento das capacidades e atitudes e valores e revela
a ausência de orientações explícitas para o ensino das ciências o que motivou a sua
reformulação. Este artigo descreve o processo de desenvolvimento de uma proposta curricular
para o ensino das ciências para os primeiros anos. Adotou-se a metodologia EDR e através da
análise comparativa do atual currículo português da área de ciências, para o ensino primário
com o de outros países (Singapura, Estados Unidos, Austrália, Inglaterra e Canadá) desenhou-
se uma nova proposta de projeto curricular alinhada com uma perspectiva IBSE e orientação
CTS.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino das Ciências. Ensino Primário. Currículo de Ciências.
RESUMEN: Las preocupaciones por la promoción de la alfabetización científica para todos
están alineadas con las recomendaciones internacionales de organizaciones como la ONU y la
OCDE. Las directrices abogan por una enseñanza de las ciencias contextualizada, secuencial
y sistemática desde los primeros años de la escolaridad. En Portugal, el currículo de ciencias
de la enseñanza primaria (6-10 años) privilegia los conocimientos en detrimento de las
habilidades y actitudes, y valores, y revela la ausencia de orientaciones explícitas para la
enseñanza de las ciencias, lo que motivó su reformulación. Este artículo describe el proceso de
desarrollo de una propuesta curricular para la enseñanza de las ciencias en los primeros años.
Se adoptó la metodología EDR y, mediante el análisis comparativo del currículo portugués
actual del área de ciencias para la enseñanza primaria con el de otros países (Singapur,
Estados Unidos, Australia, Inglaterra y Canadá), se diseñó una nueva propuesta de proyecto
curricular alineada con una perspectiva IBSE y orientación CTS.
PALABRAS CLAVE: Educación científica. Educación primaria. Currículo científico.
ABSTRACT: The concerns for promoting scientific literacy for all align with international
recommendations from organizations such as the UN and OECD. Guidelines advocate for a
contextualized, sequential, and systematic approach to science education from the early years
of schooling. In Portugal, the primary school science curriculum (ages 6-10) emphasizes
knowledge over skills, attitudes, and values. It reveals the absence of explicit guidance for
science education, prompting its reformulation. This article describes developing a curriculum
proposal for science education in the early years. The EDR methodology was adopted, and a
new curriculum project was outlined through a comparative analysis of the current Portuguese
science curriculum for primary education with those of other countries (Singapore, the United
States, Australia, England, and Canada). This project aligns with an inquiry-based science
education (IBSE) perspective and science, technology, and society (STS) guidance.
KEYWORDS: Science Education. Primary Education. Science Curriculum.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 3
Introdução
A educação em ciências tem como finalidade contribuir para o desenvolvimento de uma
literacia científica de todos os cidadãos (AFONSO, 2008; FERNANDES; PIRES, 2019;
FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2016, 2017; ROBERTS; BYBEE, 2014;
SALEHJEE; WATTS, 2020) em resposta às transformações decorrentes da crescente evolução
e, consequentemente, da influência da ciência e tecnologia no quotidiano de todos (GALVÃO
et al., 2006; ; PAIXÃO, 2016). Nesse sentido é necessário que a educação em ciências se
inicie desde os primeiros anos de escolaridade, pois aprender desde cedo “parece ser uma via
promissora para mais e melhores aprendizagens no futuro” (MARTINS, 2002, p.18),
configurando-se a escola como local privilegiado para o fazer (GALVÃO et al., 2006;
PEREIRA, 2002; VIEIRA, 2007).
São vários os argumentos sobre a relevância da educação em ciências no currículo
escolar, desde os primeiros anos de escolaridade numa perspectiva Inquiry-Based Science
Education (IBSE), reconhecidos por diversos autores, nomeadamente: possibilita que as
crianças interpretem fenómenos naturais do quotidiano; facilita aprendizagens futuras mais
complexas; desperta e responde à curiosidade das crianças; promove o gosto pelas ciências;
fomenta uma imagem positiva em relação à ciência; respeita o direito das crianças em aprender
(AKMAN; ÖZGÜL, 2015; FURMAN et al., 2019; MARTINS, 2002; PEREIRA, 2002).
Em Portugal o ensino das ciências é iniciado, formalmente, no ensino primário desde o
final da década de 1960, juntamente com a aprovação dos programas para o ensino primário
(Portaria n.º 23485 de 16 de julho de 1968
3
), com uma disciplina intitulada “Ciências
Geográfico-Naturais”. A sua designação é alterada poucos anos depois (em 1979) para “Meio
físico e social”, mantendo-se o programa até ao ano de 1991. Nesse ano é publicado um novo
programa curricular para o Ciclo do Ensino Básico (CEB) (6-10 anos de idade) acompanhado
com a alteração da denominação da disciplina para “Estudo do Meio”, mantendo-se esta
designação inalterada até à data. Esta disciplina é, assumidamente, agregadora das ciências
naturais (biologia, geologia, física e química) e ciências sociais (história e geografia de
Portugal). Desde 2018, até à data, as orientações curriculares para o ensino das ciências
concretizam-se nas Aprendizagens Essenciais de Estudo do Meio.
O tempo total de horas mínimas semanais das disciplinas para estes anos de escolaridade
é promulgado com o Decreto-Lei n.º 55/2018 onde se definem três horas para “Estudo do
3
https://www.lexlink.eu/conteudo/geral/ia-serie/3381222/portaria-no-2348568/21893/por-tipo-dedocumentolegal
Desenvolvimento de uma proposta curricular de ciências para os primeiros anos de escolaridade: Fundamentos, processo e produto
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Meio”, sete horas para “Matemática” e sete horas para “Português”. Esta distribuição
assimétrica é acentuada pelo facto da disciplina de “Estudo do Meio” englobar área da história
e geografia de Portugal, o que reduz ainda mais o tempo semanal para a exploração de temáticas
das ciências naturais. A necessidade de combater esta tendência é expressa, por exemplo, por
Costa e Martins que referem a “(...) necessidade de valorizar a educação científica no 1º CEB,
conferindo-lhe equidade face às outras áreas no que diz respeito à carga horária” (COSTA;
MARTINS, 2016 p. 42).
No que respeita às Aprendizagens Essenciais, especificamente às ciências naturais,
numa análise comparativa do currículo de ciências português para o ensino primário com os
currículos de países como Singapura, Inglaterra, Austrália e Estados Unidos, constatou-se que
Portugal é o país (por comparação) onde são definidas menos aprendizagens de ciências (em
particular, menos capacidades e atitudes investigativas) e onde se verifica uma maior ausência
da descrição explícita de princípios orientadores para o ensino das ciências (SILVA;
RODRIGUES; VICENTE, 2023b). O resultado da análise comparativa entre as aprendizagens
requeridas no TIMSS 2019 de ciências (crianças do 4º ano de escolaridade) e as Aprendizagens
Essenciais de ciências do Estudo do Meio revela que mais de metade das aprendizagens
avaliadas neste estudo internacional não constam nos documentos curriculares deste ciclo de
ensino (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2021).
Todos estes factos evidenciam que, a nível do desenho curricular do ensino primário em
Portugal, as ciências naturais são sub-representadas. Acresce a estas lacunas a nível curricular
o facto das práticas dos professores do ensino primário se centrarem em metodologias que
pouco estimulam o envolvimento ativo das crianças, e em atividades desprovidas de
contextualização e ligação com o quotidiano (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023a;
RODRIGUES et al., 2019). Apesar disso, outros estudos (GONÇALVES; VALADAS;
FREIRE, 2011) indicam que os professores valorizam o ensino das ciências e reconhecem o
contributo do trabalho prático para o desenvolvimento de competências científicas das crianças,
ainda que, apresentem ideias ingênuas e incompletas sobre as suas potencialidades (CORREIA;
FREIRE, 2009).
Foi o cenário apresentado relativo à educação em ciências no ensino primário em
Portugal que motivou ao desenvolvimento de um Programa de Ensino Experimental das
Ciências (PEEC) para o ensino primário formado por três componentes: i) uma proposta
curricular, ii) atividades e respetivos recursos didáticos e iii) atividades e instrumentos de
avaliação das aprendizagens. O presente artigo visa retratar apenas a primeira componente, mais
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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especificamente o processo de desenvolvimento e o produto de uma proposta curricular de
ciências para o ensino primário. Esta proposta teve por base a análise de currículos de ciências
de outros países, bem como princípios e orientações de referência emergentes da literatura a
nível da educação em ciências para os primeiros anos de escolaridade.
Enquadramento teórico
A discussão em torno da reconfiguração dos currículos de ciências é debatida décadas
(CACHAPUZ, 2022; GUALBERTO; RODRIGUES, 2021; VIECHENESKI; SILVEIRA;
CARLETTO; 2016; SANTOS; MORTIMER, 2000; SCHWAN; AYRES DOS SANTOS,
2020; TENREIRO-VIEIRA; VIEIRA, 2019; VIEIRA, 2007) pela influência que têm na
qualidade do ensino das ciências (MARTINS, 2002). A título de exemplo, Reis (2021)
identificou oito desafios em prol de uma melhor e utilitária educação em ciências. O desafio
número quatro, evidencia precisamente a necessidade de se adotar uma nova concessão de
currículo, oposta àquela usualmente conceptualizada. Este autor refere a necessidade de o
currículo incluir um “conjunto de aprendizagens (...) consideradas importantes num
determinado contexto histórico e social, marcado por determinadas exigências específicas”
(REIS, 2021, p. 4) alinhado com os princípios orientadores do ensino das ciências em busca da
concretização de uma sociedade democrática em que todos têm o direito e o acesso equitativo
ao conhecimento (PANSERA-DE-ARAÚJO et al., 2011).
De uma forma geral, os pressupostos de um currículo de ciências atual, contextualizado,
orientado, prático e utilitário não são cumpridos nos currículos portugueses do ensino básico
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2016; RODRÍGUEZ-MIRANDA;
CARRAPIÇO; SOUSA, 2016; VIECHENESKI; SILVEIRA; CARLETTO; 2016). É cada vez
mais evidente o desinteresse dos estudantes no que toca a assuntos de ciências e a
desconsideração pela progressão de carreias científicas (OCDE, 2006; ROCARD, 2007;
INTERNATIONAL SCIENCE COUNCIL, 2021).
Isto deve-se, em boa parte, a um currículo de ciências desconectado da realidade dos
alunos, o que os leva a não entender a relação e aplicação entre o que aprendem e seu papel
como cidadão. Acoplado a isto, indigita-se a relutância dos professores no que respeita às suas
metodologias de ensino das ciências, circunscritas à transmissão oral de conteúdos, que
contribuem para o afastamento dos estudantes para esta área. Persiste, também, a valorização
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dos manuais escolares como recurso didático privilegiado para o ensino das ciências
(TEIXEIRA, 2019; RODRIGUES et al. 2019) que pouco estimulam o desenvolvimento de
capacidades científicas dos estudantes (FERREIRA; SARAIVA, 2021).
A contradição de um ensino baseado na acumulação passiva de conhecimentos,
concretiza-se com a adoção de um currículo de orientação Ciência-Tecnologia-Sociedade
(CTS) (FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2017; RIBEIRO et al., 2023; VIEIRA;
TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). A conveniente contextualização dos conteúdos do
currículo significado às aprendizagens das crianças, contrariando currículos convencionais
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2016; SCHWAN; AYRES DOS SANTOS,
2020), capaz de estimular o entusiasmo dos estudantes para assuntos de ciências e tecnologia
(VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). A introdução de temas sobre a natureza
da ciência, contribui para a mudança de concessões sobre o que é o trabalho científico,
construção de conhecimento, benefício e limitações da ciência (SANTOS; MAIA; JUSTI,
2020).
O ensino pautado pela orientação CTS
(...) permite ir mais para além do que mero conhecimento académico da
Ciência e da Tecnologia, preocupando-se com os problemas sociais
relacionados com questões do foro científico e tecnológico, bem como uma
melhor compreensão das interações da Ciências, Tecnologia e Sociedade
(VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011, p. 16).
Os princípios que subjazem a um currículo CTS centram-se na possibilidade deste
contribuir para a formação de cidadãos ativos, informados e conscientes. Fomenta a
compreensão de como se faz e para quê que se faz ciência, tornando toda a aprendizagem
utilitária para o quotidiano dos estudantes enquanto membros ativos da sociedade
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2017; VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA;
MARTINS, 2011). Por esse motivo, Fernandes, Pires e Delgado-Iglesias, expressam ser
(...) necessário que as diretrizes curriculares expressas nos Documentos
Oficiais reflitam e traduzam as recomendações nacionais e internacionais e
que delas emanem linhas de orientação CTSA que forneçam aos professores
indicações explícitas que lhes permitam, em sala de aula, implementarem
práticas pedagógicas promotoras do desenvolvimento da literacia científica
dos alunos (FERNANDES, PIRES E DELGADO-IGLESIAS, 2017, p. 1001-
1002).
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Santos (2001) sintetiza que a concessão CTS como reforma curricular no ensino das
ciências para os primeiros anos de escolaridade tende a contestar a ausência de: i) conteúdos
científicos não canônicos permeados de valores e de princípios; ii) estreita ligação entre
experiências educacionais e experiências de vida; iii) combinação entre atividades educacionais
e atividades de cariz não formal e informal; iv) formas de aceder a diferentes fontes de
informação; v) recursos exteriores à escola; e vi) contextos de aprendizagem alargadas a aspetos
tecnológicos e a sua ligação com a sociedade.
No que diz respeito a currículos com esta orientação, são vários os autores que se
debruçaram sobre o assunto e estipularam possíveis abordagens curriculares (ex.
AIKENHEAD, 2009; LÓPEZ-CEREZO, 1998; MEMBIELA, 2001; ZIMAN, 1994). Por
exemplo, López-Cerezo (1998) refere três abordagens para a integração CTS, nomeadamente:
i) CTS como acrescento curricular, através da contemplação de uma área CTS num currículo
tradicional de ciências; ii) CTS como acrescento de conteúdos, através de uma ligação CTS no
final de temas/conteúdos; e iii) ciência-tecnologia através do CTS, consiste em reconstruir os
conteúdos através de uma ótica CTS.
Membiela (1997, 2001), por sua vez, evidencia quatro abordagens curriculares com
orientação CTS: i) inclusão de módulos ou unidades CTS em materiais de orientação
disciplinar; ii) infusão do enfoque CTS módulos ou unidades já existentes, através de repetidas
inclusões pontuais ao longo do currículo; iii) inclusão de uma disciplina CTS; iv) transformação
completa de um tema já existente, mediante a integração CTS.
Existe um crescente interesse em se analisar os currículos de ciências à luz de um
suporte de orientação CTS. Exemplo disso é o estudo desenvolvido por Fernandes, Pires e
Delgado-Iglesias (2017) que analisam as orientações curriculares para o ensino das ciências no
CEB (10-12 anos de idade) em Portugal, vigentes em 2000 com foco nas finalidades,
conhecimentos e procedimentos metodológicos para o ensino das ciências.
Os resultados deste estudo revelam uma escassa integração da orientação CTS nos
documentos curriculares analisados, sendo a explicitação das relações CTS ainda insuficiente
para a promoção de uma literacia científica dos estudantes deste ciclo de ensino
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2017). Os mesmos autores alertam para a
escassez de diretrizes explícitas nos currículos relacionadas com a orientação CTS que “(...)
compromete uma eficaz mobilização e aplicação do conhecimento científico, que os
professores possuem pouca formação nesta área (...)” (FERNANDES; PIRES, 2019, p. 239).
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Por outro lado, um currículo cujo conteúdo exaustivo inclua, maioritariamente, um
conjunto de conhecimentos canônicos está amplamente ultrapassado e desajustado aos
princípios e demandas do ensino das ciências (MARTINS, 2002), que por sua vez perpetua
abordagens transmissivas (SANTOS; MORTIMER, 2000; VIECHENESKI; SILVEIRA;
CARLETTO, 2016). Tal como afirma Vieira, os currículos “devem incluir os conteúdos acerca
da natureza da ciência e dos processos científicos, e muito pouco de conteúdo científico puros”
(VIEIRA, 2007, p. 102).
Pretende-se, portanto, um currículo que incorpore competências atuais, contemplando
conhecimentos, capacidades investigativas e atitudes científicas, e que preparem os estudantes
para os problemas de cariz científico e tecnológico das comunidades a nível local e global
(VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). De acordo com o quadro de referência
europeu para as competências essenciais para a aprendizagem ao longo da vida, a competência
científica é definida pela “(...) capacidade e à vontade de recorrer ao acervo de conhecimentos
e metodologias utilizados para explicar o mundo da natureza, a fim de colocar questões e de
lhes dar respostas fundamentadas” (COMISSÃO EUROPEIA, 2007, p.6).
Segundo Afonso, os conhecimentos incluem “(...) termos, factos, conceitos e teorias que
envolvem, por ordem crescente, maior complexidade e abstracção” (AFONSO, 2008, p. 68).
Bueno (2003) acrescenta a esta definição as leis, princípios, fenômenos da área das ciências. É
irrealista almejar que as crianças memorizem e apliquem no seu discurso termos científicos
(PEREIRA, 2002) apenas com a transmissão oral de conteúdos. Espera-se, sim, de acordo com
a autora, a construção progressiva do significado desses termos através de múltiplas
experiências práticas.
No que diz respeito às capacidades, estas dizem respeito, segundo Afonso, ao “(...)
conjunto de procedimentos utilizados, frequentemente envolvendo actividade experimental, na
investigação nos diversos domínios da ciência” (AFONSO, 2008, p. 75).
O Quadro 1 reúne um conjunto de capacidades científicas definidas segundo vários
autores (ex. AFONSO, 2008; BUENO, 2003; DUARTE et al., 2020; PEREIRA, 2002;
VILALLONGA, 2002), adoptando como organização destas a divisão proposta por Harlen e
Qualter (2018).
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Quadro 1 Capacidades investigativas
Momentos da atividade
Desenho de uma
investigação
Recolha de dados
Análise,
interpretação e
explicação
Comunicação,
argumentação e
avaliação
Formular questões-
problema;
Prever;
Planificar;
Operacionalizar o
planificado;
Observar;
Registar dados;
Recolher dados;
Medir;
Classificar;
Descrever;
Controlar variáveis
Interpretar e analisar
dados;
Formular conclusões;
Responder a questões-
problema;
Comunicar;
Avaliar;
Refletir.
Fonte: Elaboração dos autores.
Estas capacidades, não se compatibilizam com um ensino tradicional através da
exposição oral de conteúdos, mas criando situações em que a criança seja sujeita a mobilizá-las
de forma contextualizada e concreta (PEREIRA, 2002).
Quanto às atitudes e valores, Afonso (2008) refere-as como essenciais para o progresso
intelectual e emocional, bem como para a formação individual e social. São vários os autores
(AFONSO, 2008; VILALLONGA, 2002; PEREIRA, 2002) que elencam atitudes e valores
relacionadas ao ensino das ciências, como: respeito pela evidência, reflexão crítica, atitude
interrogativa, criatividade, cooperação, perseverança.
Estes, por norma, como refere Pereira (2002), não são usualmente evidenciados nos
currículos com a mesma expressão que as capacidades e conhecimentos. Em um estudo recente
(SILVA, RODRIGUES; VICENTE, 2023b) verificou-se precisamente que em cinco currículos
analisados (Portugal, Estados Unidos, Austrália, Inglaterra e Singapura), apenas um
identificava as atitudes como espaço identitário no currículo (Singapura).
Apesar de se apresentar as várias dimensões da competência separadas, é de realçar que,
na prática, elas não devem ser mobilizadas de forma dissociada. Devem ser promovidas
intencional e gradualmente desde os primeiros anos de escolaridade, de forma a garantir as
bases para aprendizagens futuras, mais complexas e abstratas (PEREIRA, 2002).
A proliferação de estudos comparativos de currículos de ciências (ex. CIASCAI;
MARCHIS, 2009; DERMAN; GURBUZ, 2018; HAVU-NUUTINEN et al., 2022; SWEE
CHIN et al., 2022; NG et al., 2011; ORHAN, 2018; PAWILEN; SUMIDA, 2005;
RODRÍGUEZ-MIRANDA; CARRAPIÇO; SOUSA, 2016; SENTRK; AYDOMUS, 2017;
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SOTHAYAPETCH; LAVONEN; JUUTI, 2013) tem contribuído para ampliar e enriquecer as
recomendações e aspectos a serem considerados num currículo de ciências, das quais se
destacam: i) diretrizes/orientações para o ensino, como teorias de aprendizagem, objetivos
gerais, metodologias de ensino, exemplos de atividades, recursos didáticos; ii)
diretrizes/orientações para o processo de avaliação; iii) ligações interdisciplinares; iv)
enunciados de aprendizagens explícitas a nível dos conhecimentos, capacidades e atitudes e
valores; v) relação dos conteúdos com a cultura e a realidade do país em questão, bem como
outros temas/desafios da atualidade, sendo estes locais ou globais; e vi) enquadramento das
questões político-educativas internacionais (PISA, TIMSS, OCDE...) e quadros teóricos (CTS,
IBSE, natureza da ciência; objetivos para o desenvolvimento sustentável).
Neste sentido, espera-se
(...) uma proposta curricular preocupada não somente com o domínio de
conceitos básicos da ciência, mas, sobretudo, preocupada com a formação
humana e cidadã, e, desse modo, voltada à construção contextualizada e crítica
de conhecimentos, ao desenvolvimento de valores e atitudes, fundamentados
na ética, na corresponsabilidade e na participação social consciente e
democrática (VIECHENESKI; SILVEIRA; CARLETTO, 2016, p. 1540).
O desenvolvimento e adoção de currículos desta natureza parecem ser uma das vias
promissoras para o cumprimento da educação em ciências, nomeadamente o desenvolvimento
de uma literacia científica (PANSERA-DE-ARAÚJO et al., 2011; SANTOS; MORTIMER,
2000), sendo urgente a necessidade de atuar neste sentido. Torna-se assim primordial a
incorporação de linhas orientadoras explícitas no currículo dominantemente prático para
agilizar e sustentar a sua operacionalização adequada pelos professores.
Metodologia
O presente artigo, tal como referido, é parte de um projeto de investigação de maior
dimensão que tem como questão de investigação norteadora: “Como promover o ensino
experimental das ciências de forma sistemática, contextualizada, com orientação CTS e IBSE
no CEB?”. Definiu-se como objetivo de investigação “desenvolver (conceber, planificar,
validar, implementar, avaliar) uma nova proposta curricular de ensino experimental das ciências
com orientação CTS e IBSE”.
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Trata-se de um estudo maioritariamente qualitativo e como técnica de recolha de dados
recorreu-se à compilação documental. O corpus de dados latentes do estudo é composto por
seis currículos (Estados Unidos, Inglaterra, Singapura, Austrália, Canadá e Portugal). Estes
currículos foram escolhidos pelos resultados apresentados nas várias edições do TIMSS e PISA
de ciências, processo descrito com maior detalhe noutro artigo dos autores (SILVA;
RODRIGUES; VICENTE, 2023b). Tratando-se de um estudo de natureza qualitativa
(COUTINHO, 2014), optou-se pela análise de conteúdo de tipo categorial (BARDIN, 2018)
apoiada pelo software WebQDA (SOUZA, COSTA; SOUZA, 2015).
Para o desenvolvimento da proposta curricular, recorreu-se ao Educacional Design
Research (EDR), que visa a inovação educacional, partindo de problemas detectados, e propõe-
se desenvolver esta proposta curricular tendo por base ciclos iterativos (MCKENNEY;
REEVES, 2019, 2021), prevendo a colaboração efetiva de uma equipe multidisciplinar, como
exemplificado na Figura 1.
Figura 1 Ciclo iterativo e etapas EDR
Fonte: Elaboração dos autores.
A necessidade de mudança no currículo de ciências para o CEB português emergiu
de trabalhos anteriores, tais como da análise comparativa do currículo português de ciências
com outros currículos (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023b) e com as aprendizagens do
TIMSS 2019 de ciências para o ensino primário (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2021).
Fase I - Análise preliminar
1. Analisar comparativamente
currículos de ciências do ensino
primário de vários países com o
português
2. Analisar o currículo de ciências
português do ensino primário à luz
das aprendizagens do TIMSS 2019
Identificação do problema
Levantamento de princípios
orientadores
3. Identificação de linhas
orientadoras curriculares para o
ensino das ciências para os
primeiros anos
Fase II Desenvolvimento e
implementação
Planificação do PEEC curricular
1. Planificação do PEEC à luz da análise
dos currículos de ciências
2. Validação da planificação do PEEC
por uma especialista da área
Desenho do PEEC curricular
3. Desenho do PEEC curricular
4. Validação do
PEEC curricular por
uma especialista da
área
5. Implementação
do PEEC curricular
Fase III - Avaliação
Avaliação do PEEC curricular
1. Avaliar o PEEC curricular à luz
das aprendizagens do TIMSS 2019
2. Avaliar o PEEC curricular à luz
de orientações CTS
3. Identificar limitações e
orientações para investigações
futuras
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Face à identificação desta necessidade (Fase I), procedeu-se ao levantamento de princípios
orientadores para o desenvolvimento de currículos de ciências apresentados no enquadramento
teórico do presente artigo.
A Fase II de desenvolvimento e implementação é caracterizada pela iteratividade de
ciclos entre o desenho/planificação, validação e implementação. N primeira fase, foi realizado
a análise dos currículos de ciência a nível da organização, temas, enunciados de conhecimentos,
capacidades e atitudes e valores. Após a concessão da primeira fase, o documento foi submetido
à análise de uma especialista na área da didática das ciências. Com base no feedback recebido,
procedeu-se à reorganização do documento, avançando posteriormente com o desenvolvimento
do Projeto de Estruturação do Ensino por Competências (PEEC) curricular. O referido processo
culminou na elaboração do instrumento de análise para os conhecimentos, categorizados por
áreas e temas (conforme apresentado no Quadro 2).
Quadro 2 Instrumento de análise de dados
Dimensão
Categoria
Descrição da categoria
Ciências Físicas
Materiais,
objetos e
estruturas
Conhecimentos relacionados com: propriedade dos materiais
(elasticidade, dureza, permeabilidade, flutuabilidade...), origem dos
materiais, utilização dos objetos em função do tipo de material de que
é feito, estruturas naturais e não naturais.
Luz
Conhecimentos relacionados com: objetos luminosos e não
luminosos, sombras, espelhos.
Máquinas
Simples
Conhecimentos relacionados com a função, funcionalidade e uso de
máquinas simples no quotidiano.
Magnetismo
Conhecimentos relacionados com: propriedades do ímã, materiais
magnéticos e não magnéticos.
Ar e Som
Conhecimentos relacionados com: propriedades do ar (espaço que
ocupa, massa, a compressão, densidade) e propriedades do som
(diferenças entre som alto, agudo, baixo e grave).
Mudanças de
estado físico
Conhecimentos relacionados com: propriedades dos líquidos, sólidos
e gases, efeito da temperatura nos materiais, ciclo da água.
Energia e
eletricidade
Conhecimentos relacionados com: fontes e formas de energia,
utilização de energia no quotidiano, circuitos elétricos, isoladores e
condutores elétricos.
Ciências Biológicas
Diversidade
Conhecimentos relacionados com: diversidade de seres vivos;
classificação de seres vivos; diferenças entre seres vivos e seres não
vivos; causas e consequências da extinção de seres vivos.
Característica
s externas
Conhecimentos relacionados com: semelhanças e diferenças entre as
características visíveis de animais e plantas, funções específicas das
partes físicas de animais, mudanças visíveis do corpo humano, partes
constituintes das plantas e suas funções, dimorfismo sexual,
características que fazem parte da adaptação do meio.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Dimensão
Categoria
Descrição da categoria
Característica
s internas
Conhecimentos relacionados com: sistemas do corpo humano
(digestivo, reprodutor, respiratório, circulatório, nervoso) ossos e
suas funções.
Ciclo de vida
Conhecimentos relacionados com: fatores que influenciam a
germinação de sementes e crescimento de plantas; hereditariedade em
animais, ciclo de vida de alguns animais, comportamentos típicos de
alguns progenitores que ajudam na sobrevivência das crias,
importância da reprodução.
Interação
Conhecimentos relacionados com: alimentação dos animais; tipo de
relação que os seres vivos têm entre si, cadeias alimentares.
Habitat e
necessidades
básicas
Conhecimentos relacionados com: tipos de habitat e suas
características; necessidades básicas de diferentes animais e plantas;
causas, consequências e soluções da alteração, degradação e
destruição dos habitats.
Saúde e
bem-estar
Conhecimentos relacionados com: sintomas e sinais de doença,
influência dos seres vivos para a saúde e bem-estar dos seres vivos,
hábitos saudáveis (alimentação, descanso, exercício físico).
Ciências da Terra
Tempo e
clima
Conhecimentos relacionados com: características do tempo e clima,
instrumentos para caracterizar o estado do tempo.
Sistema solar
Conhecimentos relacionados com: eventos dia e noite, fases da lua,
estações do ano, planetas e estrelas.
Minerais,
rochas e solos
Conhecimentos relacionados com: características de minerais, rochas
e solos, utilização dos minerais, rochas e solos no quotidiano.
Consumo
sustentável
Conhecimentos relacionados com: práticas e atitudes relacionadas
com consumo responsável.
Fonte: Elaboração dos autores.
O desenho da proposta curricular passou pela compilação do conteúdo dos currículos
analisados e a sua distribuição por temas e anos de escolaridade. Esse processo permitiu uma
pré-concessão da proposta curricular. Para garantir a validade e fidelidade, recorreu-se a uma
especialista em didática das ciências, com ampla experiência em desenvolvimento e consultaria
de currículos de ciências e o processo de desenvolvimento da proposta curricular foi
apresentado num encontro nacional da área de ciências, sujeito à análise pública de especialistas
em didática das ciências.
Todo esse feedback permitiu o seu redesenho. Na fase de concessão da proposta
curricular, considerou-se o currículo de ciências naturais do CEB (5.º e 6.º ano de
escolaridade), por forma a evitar repetições e garantir as bases para conhecimentos a serem
explorados nos anos posteriores. A primeira versão desta proposta curricular permitiu a sua
implementação através da realização de atividades de ciências subjacentes às aprendizagens
estipuladas nesse currículo ao longo de um ano letivo. Em função do feedback dado pelos
professores foi possível o seu redesenho e uma nova implementação no novo ano letivo. Ainda
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que não se faça uma descrição do processo de implementação neste artigo, ao longo do ano
letivo 2020/2021 e 2021/2022, foram implementadas um total de 23 questões problema no 1º
ano, 20 no ano, 21 no ano e 13 no ano, contando com a participação de mais de 200
crianças.
A terceira e última fase consistiu na avaliação da proposta curricular à luz das
aprendizagens do TIMSS 2019 de ciências, e um instrumento de análise curricular CTS de
forma a posicionar/comparar o currículo desenvolvido.
Análise dos currículos de ciência
Para a construção do Programa de Enriquecimento Curricular (PEEC), realizou-se,
numa fase inicial, uma análise dos currículos de ciências de referência, abrangendo Portugal,
Estados Unidos, Inglaterra, Singapura, Austrália e Canadá, destinados ao ensino primário. Essa
análise abordou a organização, temas de ciência e aprendizagens relacionadas a conhecimentos,
capacidades, atitudes e valores. Posteriormente, sistematizou-se a análise de cada um desses
aspectos mencionados.
Quanto à organização, os currículos foram categorizados em três grupos: aqueles que
estruturam as aprendizagens esperadas por temas (Singapura, Estados Unidos e Canadá), os que
apresentam os conhecimentos organizados por temas de ciência, enquanto as capacidades e
atitudes são tratadas de forma transversal às diversas áreas e temas de ciência (Austrália e
Inglaterra), e aqueles que não definem claramente conhecimentos, capacidades e atitudes,
tampouco apresentam explicitamente temas de ciência (Portugal).
O caso de Singapura distingue-se dos outros por apenas iniciar o ensino de ciências no
ano. Seguidamente procurou-se perceber quais temas de ciências são usados nestes currículos
nas áreas das Ciências Biológicas, Ciências Físicas e Ciências da Terra, tendo por base o
instrumento de análise anteriormente apresentado (ver Quadro 2).
Relativamente à área Ciências Físicas, contam-se no total 26 temas (Quadro 3).
Verifica-se dois temas do currículo da Austrália, que se repetem ao longo dos quatro anos; oito
temas do currículo do Canadá, não se prevendo repetições de temas ao longo dos anos; cinco
dos Estados Unidos também sem repetições de temas ao longo dos anos; sete temas no da
Inglaterra e nenhum se repete ao longo dos anos; e quatro temas do Singapura, que pela sua
organização não prevê repetições.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Quadro 3 Temas de Ciências Físicas dos currículos por ano de escolaridade
Currículos
Temas de Ciências Físicas por ano de escolaridade
1º ano
2º ano
3º ano
4º ano
Singapura
Diversity of materials
Cycles in matter and water
Interaction of forces
Energy forms and uses
Austrália
Chemical and pshysical sciences
Inglaterra
Everyday
material
Uses of
everyday
materials
Light
Force and
magnets
States of matter
Sound
Electricity
Estados Unidos
Waves: light
and sound
Structure and
properties of
matter
Force and
interactions
Energy
Canadá
Materials,
Objects, and
Everyday
Structures
Energy in Our
Lives
Movement
Properties of
Liquids and
Solids
Strong and
Stable
Structures
Forces Causing
Movement
Pulleys and
Gears
Light and Sound
Fonte: Elaboração dos autores.
No que concerne aos temas relativos à área Ciências Biológicas contam-se no total 15
temas, quase metade do número contabilizado para os temas das Ciências Físicas (Quadro 4).
O documento curricular dos Estados Unidos apresenta três temas, repetindo-se duas vezes os
tema Interdependent Relationships in Ecosystemse Structure, Function, and Information
Processing”; no caso da Austrália, observou-se que o tema aglutinador, seguindo a lógica das
Ciências Físicas, também se mantém consistente ao longo dos quatro anos; no caso da
Inglaterra, contou-se três temas que também se vão repetindo ao longo dos anos, nomeadamente
o Plantsnos três primeiros anos, Animals, including humansem todos os anos e Living
things and their habitats” duas vezes no 2º e 4º ano.
No contexto de Singapura, são apresentados quatro temas (coincidindo com o número
de temas em Ciências Físicas), e não se pode concluir sobre sua repetição ao longo dos dois
anos. Por fim, no caso do Canadá, foram identificados quatro temas (metade do número
encontrado em Ciências Físicas), sem observar repetições.
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Quadro 4 Temas de Ciências Biológicas dos currículos por ano de escolaridade
Currículos
Temas de Ciências Biológicas por ano de escolaridade
1º ano
2º ano
3º ano
4º ano
Singapura
Human system
Plant system
Cycles in plants and animals
Diversity of living and non-living
things
Austrália
Biological sciences
Inglaterra
Plants
Animals,
incluinding
humans
Living things
and their
habitats
Plants
Animals,
incluinding
humans
Plants
Animals,
incluinding
humans
Living things
and their
habitats
Animals,
incluinding
humans
Estados Unidos
Structure,
Function, and
Information
Processing
Interdependent
Relationships in
Ecosystems
Interdependent
Relationships in
Ecosystems
Inheritance and
Variation of
Traits: Life
Cycles and
Traits
Structure,
Function, and
Information
Processing
Canadá
Needs and
Characteristics
of Living
Things
Growth and
Changes in
Animals
Growth and
Changes in
Plants
Habitats and
Communities
Fonte: Elaboração dos autores.
Na área das Ciências da Terra, contam-se 10 temas (quase 1/3 das aprendizagens de
Ciências Físicas). No caso dos Estados Unidos, contam-se três temas, sendo que se repete o
tema Earth’s Systems: Processes that Shape the Earth”. No caso da Austrália também se
verifica o mesmo tema a repetir-se ao longo dos quatro anos, ao contrário da Inglaterra que
apresenta dois temas: tema Seasonal changes” no 1º ano e Rocks” no 3º ano. O currículo do
Canadá, à semelhança do australiano, apresenta um dos temas para cada ano sem repetições ao
longo deles. O documento curricular de Singapura não engloba temas de Ciências da Terra.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Quadro 5 Temas de Ciências da Terra dos currículos por ano de escolaridade
Currículos
Temas de Ciências da Terra por ano de escolaridade
1º ano
2º ano
3º ano
4º ano
Singapura
-
Austrália
Earth and space sciences
Inglaterra
Seasonal
changes
-
Rocks
-
Estados Unidos
Space
Systems:
Patterns and
Cycles
Earth’s
Systems:
Processes that
Shape the Earth
Weather and
Climate
Earth’s
Systems:
Processes that
Shape the Eart
Canadá
Daily and
Seasonal
Changes
Air and Water
in the
Environment
Soils in the
Environment
Rocks and
Minerals
Fonte: Elaboração dos autores.
A repetição de temas, ou a falta dela, também foi preponderante para a tomada de
decisões na construção da proposta curricular do PEEC, em que se verifica que nas Ciências
Biológicas a repetição é mais comum, ao contrário dos temas de Ciências Físicas e Ciências da
Terra. Verificou-se também que, de forma geral, os currículos encontram-se organizados por
temas específicos de ciências, à exceção da Austrália que, apesar de usar as áreas gerais,
continuam a ser específicas das ciências, ao contrário de Portugal, que por se tratar de uma área
integradora não apresenta esta lógica organizacional.
Esta consensualidade foi valorizada e determinante para a construção da nossa proposta
curricular, reconhecendo a relevância de se organizar um currículo por temas de ciências. Ainda
a propósito dos conhecimentos, nos currículos dos Estados Unidos, Austrália e Canadá existe
uma área específica para a ligação da ciência e tecnologia com a sociedade.
No caso das capacidades, à exceção do currículo português, todos os documentos
curriculares analisados apresentam uma área específica e explícita para elas. Como já referido,
os currículos de Singapura, Estados Unidos e Canadá, integram as capacidades incorporadas
nos temas de ciência. No caso dos currículos de Austrália e Inglaterra, estes aparecem
desenquadrados de temas, tornando-se transversais a eles.
Em ambos os casos, apresenta-se uma lógica progressiva de complexidade de forma
explícita, contrariamente ao de Portugal que, aparece um enunciado comum a todos os anos,
nomeadamente “Saber colocar questões, levantar hipóteses, fazer inferências, comprovar
resultados e saber comunicar, reconhecendo como se constrói o conhecimento”.
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Relativamente às atitudes e valores, apenas o currículo de Singapura apresenta uma área
para elas com os enunciados de curiosidade, colaboração, objetividade, integridade,
responsabilidade, integridade e criatividade. Nos outros, estas aparecem como objetivos gerais
ou ao longo do currículo de forma dispersa.
Apresentação do PEEC curricular
O PEEC Curricular, tal como mencionado anteriormente, consiste numa proposta
curricular de ciências para os quatro primeiros anos do ensino primário para Portugal. Esta
proposta curricular assenta no pressuposto que “(...) as crianças não aprendem as ideias e
conceitos científicos apenas porque o professore os expõe (...)” (PEREIRA, 2002, p. 71).
Varela e Martins (2013, p. 99) acrescentam que o processo de aprender e ensinar está
“(...) longe de serem processos de reprodução e transmissão de conhecimento”. É, portanto,
obsoleto desenvolver e organizar um currículo numa abordagem expositiva que apela à
memorização de conhecimentos canônicos. Neste sentido, a perspectiva socioconstrutivista da
aprendizagem é a que melhor se adequa à proposta curricular desenvolvida.
Uma das abordagens que se compatibiliza com esta visão do ensino das ciências é o
IBSE. Esta abordagem objeta totalmente a posição retrógrada do processo de ensino e
aprendizagem em que a retórica experimental é sustentada pela exploração do manual escolar,
inibindo o desenvolvimento de múltiplas competências dos estudantes. Esta abordagem implica
mudanças, tanto na forma como o professor ensina como no modo como os estudantes
aprendem (VARELA; MARTINS, 2013).
A tônica do processo de aprendizagem passa a ser do estudante, onde o papel do
professor neste processo passa a ser de problematizador e facilitador de mais e melhores
aprendizagens (VARELA; MARTINS, 2013). Tal tipologia não é concretizada com a
implementação de atividades experimentais avulsas (COSTA; DOMINGOS; TEODORO,
2018). O papel de problematizador implica que o professor promova momentos de
contextualização, levantamento e identificação das ideias prévias das crianças, a formulação da
questão problema, planificação da atividade, operacionalização do planificado através da
observação, medição, pesquisa, elaboração de conclusões e comparação com as previsões,
formulação da resposta à questão-problema, comunicação do processo, resultados, limitações,
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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reflexão e avaliação de todo o processo (MERCEDES; TEMBLADERA, 2013; NUDELMAN,
2015; UUM; VERHOEFF; PEETERS, 2016; VARELA; MARTINS, 2013).
O desenvolvimento de um currículo com orientação CTS também foi uma das
preocupações, considerando que “num currículo científico CTS, o conteúdo científico canônico
está relacionado e integrado com o mundo quotidiano dos estudantes de tal forma que espelha
os esforços naturais dos estudantes para darem sentido a esse mundo” (AIKENHEAD, 2009).
Nesse sentido, garantiu-se que esta proposta curricular se baseasse nas principais
características de um ensino com orientação CTS, nomeadamente na: i) valorização de
situações reais através do ensino contextualizado; ii) mobilização eficaz e consciente
competência que facilitem, por exemplo, a tomada de decisão e resolução de situações-
problema sociais de cariz científico-tecnológico; iii) fomentação do interesse das ligações
ciência, tecnologia e sociedade; iv) seleção de temas reais ou realista e relevantes envolvendo
a ciência e a tecnologia; v) envolvência ativa da criança no seu processo de aprendizagem; vi)
adoção de um abordagem interdisciplinar; e vii) valorização da aplicação do conhecimento
científico e tecnológico.
Na estruturação do currículo, foram adotadas referências dos currículos de Singapura,
Canadá e Estados Unidos. Em cada ano letivo, foram definidos múltiplos temas abrangendo
Ciências Físicas, Biológicas e da Terra. Para cada tema, são delineados conjuntos de
conhecimentos, habilidades, atitudes e valores. Dado o caráter abrangente do projeto, que inclui
atividades práticas, foram propostas questões-problema em cada tema, resultando em atividades
aplicáveis para monitorar o progresso das aprendizagens dos alunos.
A compilação de conhecimentos de diversos temas nos currículos (conforme
apresentado nos Quadros 3, 4 e 5) levou à seleção dos mais pertinentes. Decisões foram tomadas
quanto à distribuição desses temas ao longo dos anos, considerando critérios como nível de
complexidade e frequência nos currículos analisados.
No contexto desta proposta de reestruturação do currículo português já existente, foram
implementadas algumas modificações em sua organização. Este documento abrange, além da
área de ciências naturais, aprendizagens em história, geografia, tecnologia, entre outras.
Notavelmente, a proposta concentra-se exclusivamente em enunciados de aprendizagem
relacionados às ciências naturais, estruturando-se em quatro áreas principais: Ciências
Biológicas, Ciências Físicas, Ciências da Terra e Natureza, e História da Ciência.
No que diz respeito aos temas de Ciências Físicas, foram respeitados os temas dos
currículos analisados. na área de Ciências Biológicas, devido à diversidade e natureza dos
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temas, alguns foram mantidos e outros foram criados. Semelhantemente à área de Ciências
Biológicas, a área de Ciências da Terra também passou por algumas alterações, considerando
que, em alguns currículos, esse tema não era contemplado. Além desses temas, foi incluída,
conforme observado no currículo australiano, uma seção específica, para cada ano letivo,
dedicada a conhecimentos sobre a Natureza e História da Ciência, conferindo-lhe o destaque
devido na proposta curricular.
Na distribuição dos temas conforme os anos de escolaridade, foram considerados os
currículos analisados, identificando em quais anos de escolaridade é sugerida a exploração de
cada tema. Seguindo essa lógica, foi elaborado o esquema para as Ciências Físicas (ver Tabela
1).
À semelhança do que é proposto nos currículos em análise, a proposta de exploração
dos temas das Ciências Física do PEEC curricular é feita por apenas um ano de escolaridade
(“Magnetismo”, “Máquinas simples”, “Ar”, “Som” e “Eletricidade”) ou ao longo de dois anos
de escolaridade (“Luz” e “Mudanças de estado físico”). O tema “Materiais, objetos e
estruturas”, dado a sua natureza, é distribuído ao longo de três anos com a progressão do nível
de complexidade dos conhecimentos recomendados.
Tabela 1 Temas de Ciências Físicas do PEEC curricular por ano de escolaridade
Ciências Físicas
Ano de escolaridade
Temas
Materiais, objetos e estruturas
Luz
Máquinas Simples
Magnetismo
Ar e Som
Mudanças de estado físico
Energia e eletricidade
Fonte: Elaboração dos autores.
Para o ano está prevista a introdução dos temas “Materiais, objetos e estruturas” e
“Luz”, esperando-se, neste sentido, que as crianças reconheçam que os objetos podem ser feitos
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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de vários materiais e que esses mesmos materiais apresentam propriedades específicas, tais
como a dureza, flexibilidade, flutuabilidade, entre outras. Sobre o tema da luz, espera-se, por
exemplo, que reconheçam que a luz pode ser de origem natural ou não natural, que os objetos
luminosos têm luz própria e os objetos iluminados não emitem luz própria, mas refletem a luz
dos objetos luminosos, que a luz passa totalmente ou parcialmente por alguns materiais e que
em outros não.
No 2º ano, continua a ser explorado o tema “Materiais, objetos e estruturas” e inicia-se
também o tema das “Máquinas simples” e do “Magnetismo”. Nestes temas pretende-se o
desenvolvimento de conhecimentos relacionados com: a origem dos materiais, as propriedades
dos materiais (ex. permeabilidade); o funcionamento de máquinas simples e suas aplicações no
dia a dia; os ímanes e atrações magnéticas (ex. materiais magnéticos e não magnéticos).
No ano retoma-se a exploração do tema “Materiais, objetos e estruturas”, retoma-se
o tema “Luz” inicialmente explorado no ano, e iniciam-se os temas “Ar” e “Mudanças de
estado físico”. Nestes temas pretende-se o desenvolvimento de conhecimentos relacionados
com: estruturas, sua resistência e estabilidade; fatores que influenciam o tempo de dissolução
de materiais; fatores que influenciam o tamanho da sombra; características das imagens de
objetos em vários tipos de espelho; propriedades do ar (ex. volume, massa, compressibilidade);
características dos líquidos, sólidos e gases; efeito da mudança de temperatura nos materiais.
Já no 4º ano, inicia-se a exploração dos temas “Som” e “Energia” a exploração do tema
“Mudanças de estado físico”, que se iniciou no ano. Nestes temas pretende-se o
desenvolvimento de conhecimentos relacionados com: propagação do som; fatores que
influenciam as mudanças de estado físico de materiais; mudanças de estado físico no ciclo da
água e em situações do dia a dia; fontes e formas de energia, com a sua renovabilidade ou não,
com a função da energia; circuitos elétricos (ex. circuitos em série e em paralelo); condutores
e isolantes elétricos.
A concentração das aprendizagens na área das Ciências Físicas implicou ajustes na
distribuição de exploração proposta nas Aprendizagens Essenciais. Enquanto nas
Aprendizagens Essenciais a exploração do tema “Mudanças de estado físico” é indicada para o
ano, na proposta PEEC sugere-se sua iniciação no ano. Por exemplo, a exploração de ímãs,
sugerida no 3º ano, na proposta apresentada é iniciada no 2º ano. No entanto, alguns elementos
foram mantidos, como a exploração de materiais e suas características no 1º ano.
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Na área das Ciências Biológicas, optou-se por uma distribuição de conhecimentos por
temas diferentes da área das Ciências Físicas, devido à frequente repetição desses temas ao
longo dos quatro anos de escolaridade (ver Tabela 2).
Tabela 2 Temas de Ciências Biológicas do PEEC curricular por ano de escolaridade
Ciências Biológicas
Ano de escolaridade
Temas
Diversidade
Características externas
Características internas
Habitat e necessidades básicas
Interação
Ciclo de vida
Saúde e bem-estar
Fonte: Elaboração dos autores.
Optou-se por organizar os temas de maneira progressiva ao longo dos anos,
considerando o nível de complexidade dos conhecimentos. No ano, o foco incide em
conhecimentos mais elementares relacionados aos temas “Diversidade”, “Características
externas”, “Interação”, “Habitat e necessidades básicas” e “Saúde e bem-estar”. O objetivo é
que, neste ano letivo, as crianças reconheçam, por exemplo, que na natureza existem seres
vivos, seres mortos e seres não vivos. Além disso, espera-se que compreendam que os seres
vivos apresentam características externas diferentes, desempenhando funções específicas que
contribuem para sua sobrevivência. Também é uma meta que reconheçam que os seres vivos
habitam ambientes específicos, conforme suas necessidades, e que os animais se alimentam de
outros seres vivos, apresentando regimes alimentares distintos entre si.
No ano, dá-se seguimento aos temas “Diversidade”, “Características externas”,
“Habitat e necessidades Básicas” e “Saúde e Bem-estar” e inicia-se o tema “Ciclo de vida”.
Neste ano, selecionaram-se conhecimentos relacionados com: a diversidade de espécies animais
e de plantas; as necessidades básicas dos seres vivos (alimento, água, habitat); sintomas e sinais
de doenças nos animais; fatores que influenciam a germinação de sementes; mudanças no corpo
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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humano ao longo do tempo; hábitos saudáveis a adotar; alergias e intolerâncias alimentares dos
humanos causadas por outros seres vivos.
No 3º ano, retoma-se o tema “Características externas” e “Saúde e bem-estar”, inicia-se
o tema “Características internas” e revisita-se o tema “Interação” do 1º ano, assim como o tema
“Ciclo de vida” do ano. Neste ano pretende-se que sejam abordados conhecimentos
relacionados com: características que permitam ou facilitam os seres vivos sobreviver em
determinados habitats; dimorfismo sexual; tipo de relações que os seres vivos têm; necessidade
de alguns animais construírem estruturas para sobreviverem; partes e respetivas funções da
planta, fatores que influenciam o seu crescimento, como se reproduzem, bem como a
importância que elas têm na vida do ser humano em particular; hereditariedade e o papel que
os progenitores têm na sobrevivência das crias; evolução dos seres vivos.
Finalmente, no ano dá-se continuidade aos temas “Diversidade”, “Características
internas” “Interação” e “Ciclo de vida”. No último ano deste ciclo de ensino, sugere-se a
exploração relacionada com: taxonomias de classificação de animais; sistemas do corpo
humano, nomeadamente digestivo, respiratório, cardiovascular, reprodutor, urinário;
características e função dos ossos; tipos de habitat, características e perigos das mudanças neles;
cadeias alimentares; ciclos de vida de alguns animais, aspetos relacionados com a extinção dos
seres vivos, nomeadamente espécies em risco, causas, consequência e soluções.
Tal como era esperado, foram feitas alterações em relação às Aprendizagens Essenciais
do Estudo do Meio. Antecipou-se, por exemplo, aprendizagens relacionadas com a
categorização de seres vivos em função do seu revestimento, locomoção e outras características
prevista para o 2.º ano nas Aprendizagens Essenciais. Atrasaram-se algumas aprendizagens
relacionadas, por exemplo, com as temáticas “modificações ambientais” e “procedimentos
adequados em situações de queimaduras, hemorragias...” que estavam previstas no ano e
passaram para o ano. Manteve-se, por exemplo, no ano de escolaridade a sugestão presente
nas Aprendizagens Essenciais de exploração do corpo humano e espécies em vias de extinção.
No que diz respeito à área das Ciências da Terra, como evidenciado na Tabela 3, nem
todos os currículos analisados a incorporam. No entanto, devido à relevância da exploração
dessa área, destacada, por exemplo, pelos Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável
(ODCE), decidiu-se incluir um tema e as respetivas aprendizagens para cada ano de
escolaridade.
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Tabela 3 Temas de Ciências da Terra do PEEC curricular por ano de escolaridade
Ciências da Terra
Ano de escolaridade
1.º
2.º
3.º
4.º
Temas
Tempo e clima
Sistema solar
Minerais, rochas e solos
Recursos Naturais e consumo
sustentável
Fonte: Elaboração dos autores.
Optou-se por iniciar esta área com o tema “Tempo e Clima” no 1º ano de escolaridade,
abordando conhecimentos relacionados com o estado do tempo e a diferença entre tempo e
clima. No ano, selecionou-se o tema “Sistema Solar”, englobando conhecimentos sobre os
astros que compõem o sistema solar, fenômenos dia e noite e fases da lua. Este tema também
inclui conhecimentos relacionados com a Natureza e História da Ciência.
No ano, exploram-se relativos ao tema “Minerais, Rochas e Solos”, abordando as
características dos minerais, rochas e solos, bem como a importância e utilidade atribuídas a
eles no quotidiano. No 4º ano, definiu-se o tema “Recursos Naturais e Consumo Sustentável”,
tratando aspetos relacionados com a poluição, consumo de recursos, entre outros. A decisão de
incluir apenas um tema por ano não permitiu manter os conhecimentos da área de Ciências da
Terra nos mesmos anos sugeridos nas Aprendizagens Essenciais. Assim, no que diz respeito às
questões de minerais, rochas e solo, inicialmente previstas para o ano nas Aprendizagens
Essenciais, foram antecipadas para o 3º ano. O Sistema Solar, por exemplo, indicado para o 3º
ano, na proposta apresentada, é iniciado no 2º ano.
No caso da Natureza e História da Ciência, embora assumida nesta proposta como uma
área com identidade própria, foram destacadas possíveis ligações ao longo dos temas das outras
áreas. Definiu-se o tema “Cientistas e Suas Características” para o ano, “Conhecimento
Científico e Suas Características” para o ano, “Evolução do Conhecimento Científico” para
o ano e Invenções e Descobertas” para o ano (Tabela 4). Estes temas o contextualizados
no âmbito dos temas das outras áreas.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Tabela 4 Temas da Natureza e História da Ciências do PEEC curricular por ano de
escolaridade
Natureza e História da Ciência
Ano de escolaridade
1.º
2.º
3.º
4.º
Temas
Cientistas e suas características
Conhecimento científico e suas características
Evolução do conhecimento científico
Invenções e descobertas
Fonte: Elaboração dos autores.
No ano de escolaridade, o trabalho dos cientistas é explorado, incluindo com quem
eles trabalham, onde, e quais são suas principais características. No 2.º ano, no contexto da
exploração do sistema solar, investiga-se a questão do conhecimento científico, sua
transformação ao longo do tempo e a importância de certos cientistas para esse processo. No
ano, durante a exploração de conteúdos sobre a reprodução de espécies, propõe-se a
investigação do tema da evolução. no ano, ao explorar o corpo humano, introduzem-se
questões sobre a evolução da ciência e tecnologia, especificamente nesse âmbito. Pretende-se
também criar ligações específicas na exploração de outros temas, introduzindo cientistas
relevantes que marcaram a Ciência.
Quanto às ligações CTS, embora existam currículos que reservam uma área para esses
conhecimentos, defende-se uma integração efetiva desses conhecimentos, e por esse motivo,
não se seguiu essa lógica.
No que diz respeito às capacidades, foram seguidos exemplos, como o currículo de
Singapura e Estados Unidos, em que foram associadas aos diversos temas propostos nos
conhecimentos. Também, à semelhança do currículo de Singapura, optou-se por detalhar a
capacidade.
Esses enunciados de aprendizagem são sugestões de capacidades a serem exploradas,
pois para cada atividade podem ser mobilizadas outras capacidades além das indicadas na
proposta curricular do PEEC. No entanto, essa indicação pode facilitar a seleção pelos
professores. Neste sentido, prevê-se que sejam compreendidas como sugestões, nas quais são
atribuídas em média quatro capacidades por atividade.
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Assim como os conhecimentos, as capacidades também são distribuídas por níveis de
complexidade; por exemplo, no e ano, espera-se que as crianças selecionem a questão-
problema, enquanto nos outros anos espera-se que definam as questões-problema de uma
determinada situação/atividade. De uma forma geral, foram definidas 24 capacidades,
organizadas pelos diferentes momentos das atividades apresentadas no Quadro 6.
Quadro 6 Capacidades presentes no PEEC curricular
Momento da
atividade
Enunciado
Descrição
Desenho de uma
investigação
Prever
Antecipa acontecimentos relacionados com a
questão-problema.
Formular questões-problema
Formula/seleciona a questão, relacionada com
o tema exposto.
Planificar
Identifica e descreve os procedimentos
necessários para encontrar resposta/s à
questão-problema definida.
Recolha de dados
Operacionalizar o planificado
Efetua os procedimentos planificados.
Observar
Observa direta e/ou indiretamente
acontecimentos, imagens, fenômenos ...
relevantes para a experiência.
Recolher/registar dados
Recolhe os dados e organiza-os em tabelas,
desenhos e/ou esquemas.
Medir
Utiliza instrumentos de medida (massa,
volume, temperatura, comprimento, tempo...).
Classificar
Agrupa objetos/materiais/seres vivos/seres não
vivos tendo por base características/atributos
comuns.
Descrever
Relata o que se observou, decisões tomadas,
processos científicos.
Controlar variáveis
Realiza procedimentos que asseguram que
apenas se está a estudar o efeito da variável
independente na variável dependente,
mantendo todas as outras variáveis (controlo),
garantindo assim a validade da experiência.
Pesquisar informações
Utiliza vários meios e fontes para procurar e
aceder a informação sobre um tema (livros,
internet, enciclopédias, vídeos, entrevistas,
cartazes...).
Utilizar equipamentos
Usa instrumentos de medida, equipamentos e
recursos de acordo com a sua finalidade.
Comparar
Identifica semelhanças e diferenças entre
objetos, materiais, processos, seres vivos, seres
não vivos.
Análise,
interpretação e
explicação
Organizar e sistematizar dados
Constrói gráficos, mapas mentais, esquemas
para organizar os dados.
Interpretar e analisar dados
Analisa os dados e faz interpretações baseadas
nas evidências.
Formular conclusões
Elabora um argumento final em função dos
resultados obtidos.
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Momento da
atividade
Enunciado
Descrição
Formular respostas a questões
Elabora respostas à questão-problema.
Comunicação,
argumentação e
avaliação
Comunicar
Partilha os procedimentos, resultados e/ou
conclusões com recurso (ou não) a desenhos,
esquemas, apresentações (entre outros),
utilizando conceitos, termos e linguagem
científica relacionados com a temática.
Avaliar/ Refletir
Faz juízos de valor e analisa cuidadosa e
detalhadamente um determinado assunto.
Fonte: Elaboração dos autores.
No caso das atitudes e valores, seguiu-se a mesma lógica das capacidades, à exceção do
número sugerido por atividade, em que, no máximo, são sugeridas duas atitudes e valores por
atividade. As atitudes científicas definidas são apresentadas no Quadro 7.
Quadro 7 Atitudes e valores do PEEC
Enunciado
Descrição
Interesse pela ciência
Revela predisposição para aprender ciências através das
atividades desenvolvidas.
Criatividade
Cria soluções exequíveis para a resolução de problemas a
nível da fluência, flexibilidade e originalidade.
Objetividade
Revela assertividade nos procedimentos experimentais.
Perseverança
Apresenta persistência e paciência nos procedimentos
experimentais.
Colaboração
Realiza atividades e procedimentos experimentais em
conjunto com outros colegas.
Respeito pela evidência
Apresenta flexibilidade de pensamento em função dos
resultados obtidos.
Respeitar as ideias dos outros
Aceita que os colegas podem ter ideias diferentes.
Honestidade intelectual
Reconhece o trabalho de outros.
Rigor e precisão
Revela cuidado e precisão nos procedimentos
experimentais (medir, observar, controlar variáveis...).
Responsabilidade
Revela qualidade no cumprimento de obrigações.
Integridade
Adota estratégias adequadas para a construção de
conhecimento nas suas experiências.
Curiosidade
Demonstra vontade de aprender ciências, revelando desejo
de aprender ainda mais através de questões, pesquisas...
Fonte: Elaboração dos autores.
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Avaliação do PEEC
A proposta curricular do PEEC tem como objetivo a
(...) valorização do quotidiano para um ensino contextualizado, em oposição
ao conhecimento meramente académico, divorciado do mundo fora da escola
(...) em que este se afigura (...) como uma via para fomentar o interesse e o
gosto dos alunos pela Ciência e pela aprendizagem das Ciências, melhorando
as suas atitudes em relação à Ciência (VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA;
MARTINS, 2011, p. 15).
Por esse motivo, a proposta curricular desenvolvida adotou uma orientação CTS. O
instrumento de análise concebido por Fernandes, Pires e Delgado-Iglesias (2017), com o
propósito de avaliar se as orientações curriculares do ensino básico são congruentes com a
perspectiva de ensino Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente, orientou o processo de
desenvolvimento curricular. Sua utilização permitiu confirmar que a proposta apresentada aqui
fundamenta-se em uma orientação CTS nas dimensões da finalidade, dos conhecimentos e dos
procedimentos, conforme explicitado a seguir.
No que diz respeito às “Finalidades”, foram considerados três parâmetros:
desenvolvimento de capacidades, atitudes e valores, e educação, cidadania, sustentabilidade e
ambiente (Quadro 8). De forma geral, pode-se afirmar que os pressupostos são cumpridos.
Em relação aos dois primeiros parâmetros, estes foram incorporados ao longo da
proposta curricular de forma explícita, sendo assumidos como objetivos de aprendizagem.
Quanto ao terceiro parâmetro, este foi contemplado em diversos conhecimentos relacionados
com a proteção de habitats, ações para preservar espécies animais e plantas, entre outras
propostas no âmbito da cidadania ativa, proteção do ambiente e sustentabilidade.
Quadro 8 Instrumento de avaliação “Finalidades
Parâmetros/indicadores
DIMENSÃO:
FINALIDADES
FP1 - Desenvolvimento de capacidades
FP1a
Propõe o desenvolvimento de
procedimentos científicos, a resolução de
problemas e a melhoria do pensamento
crítico.
O PEEC curricular apresenta, para
cada tema, um conjunto de
capacidades científicas esperadas.
FP2 - Desenvolvimento de atitudes e valores
FP2a
Fomenta o desenvolvimento de princípios e
normas de conduta responsáveis e
conscientes, individuais e coletivos.
O PEEC curricular apresenta, para
cada tema, um conjunto de atitudes
científicas esperadas.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Fonte: Elaboração dos autores.
Para a dimensão “Conhecimentos” analisaram-se cinco parâmetros, CP1 - pertinência
do enfoque de temas, CP2 - discussão de temas polêmicos relacionados com os avanços
científico-tecnológicos, CP3 - Influência recíproca entre os avanços científico-tecnológicos e
as mudanças socioambientais, CP4 - Diversidade de conteúdos/temas CTSA e CP5 - Natureza
do conhecimento científico-tecnológico sistematizados no Quando 9. Considerar temas
relevantes, reais e contextualizados ao quotidiano concretizou-se num dos argumentos
fundamentais para a seleção dos conteúdos a serem explorados na proposta curricular PEEC,
satisfazendo o parâmetro CP1 (Pertinência do enfoque de temas) e CP4 (Diversidade de
conteúdos/temas CTSA).
Por outro lado, incluiu-se temas relacionados com a Natureza e História das Ciências
que por merecerem um lugar de destaque, criou-se uma área destinada a conteúdos relacionados
com os avanços científico-tecnológicos e o impacto que isso tem no quotidiano, cumprindo os
propósitos do segundo (CP2) e quinto parâmetro (CP5). No que diz respeito ao parâmetro CP3
(Influência recíproca entre os avanços científico-tecnológicos e as mudanças socioambientais)
também na secção da Natureza e História da Ciência, bem como nas Ciências Físicas e
Biológicas, se exploram questões relacionadas com o avanço científico e as suas implicações
no quotidiano.
FP3 Educação, cidadania, sustentabilidade e ambiente
FP3a
Promove o desenvolvimento de decisões
conscientes, informadas e argumentadas
em face das consequências da ação humana
no ambiente.
O PEEC curricular apresenta
conteúdos relacionando a ação
humana com a poluição, destruição de
habitat, espécies em vias de extinção.
FP3b
Promove o envolvimento do aluno em
questões problemáticas atuais relacionadas
com a cidadania, a sustentabilidade e a
proteção do ambiente.
O PEEC curricular apresenta
conteúdos relacionados com proteção
de habitats, cuidados com espécies
animais e vegetais, consumo
sustentável.
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Quadro 9 Instrumento de avaliação “Conhecimentos
Parâmetros/indicadores
DIMENSÃO: CONHECIMENTOS
CP1 - Pertinência do enfoque de temas
CP1a
Sugere a abordagem contextualizada
de temas atuais, relacionados com
os conhecimentos prévios dos
alunos e com o seu dia a dia.
O PEEC curricular sugere a exploração das
questões-problema com um vídeo de
contextualização e o levantamento das ideias
prévias das crianças.
CP1b
Propõe a discussão de temas
científicos em função da sua
utilidade social.
O PEEC curricular incorpora temas
científicos (energia, máquinas simples,
medicina...) e a sua utilidade no quotidiano.
CP2 - Discussão de temas polêmicos relacionados com os avanços científico-tecnológicos
CP2a
Sugere situações em que diferentes
realidades sociais estão na origem
de novas descobertas científicas e
inovações tecnológicas.
O PEEC curricular aborda conteúdos
relacionados com a origem e descobertas
científicas (ex. medicamentos, vacinas,
teorias) e inovações tecnológicas (ex.
energia, luz...).
CP2b
Aborda as vantagens e os limites do
conhecimento científico-
tecnológico, bem como os seus
impactos na sociedade e no
ambiente.
O PEEC curricular aborda conteúdos
relacionados com as vantagens, limites e
implicações do conhecimento científico (ex.
vacinas, medicação...).
CP3 Influência recíproca entre os avanços científico-tecnológicos e as mudanças
socioambientais
CP3a
Evidencia as relações recíprocas
entre a ciência e a tecnologia.
O PEEC curricular aborda conteúdos que
relacionam a ciência e tecnologia (ex.
medicina, animais, plantas...).
CP3b
Realça as mudanças nas condições
de vida das pessoas (hábitos, estilo
de vida, criação de novos recursos
etc.) relacionadas com os avanços
tecnológicos ao longo dos tempos.
O PEEC curricular aborda conteúdos da
evolução e construção do conhecimento
científico, apresenta inovações e descobertas
científicas ao longo do tempo.
CP3c
Enfatiza os impactos da sociedade e
do ambiente nos avanços científico-
tecnológicos.
O PEEC curricular aborda de que forma as
necessidades da sociedade influencia os
avanços da ciência e tecnologia.
CP4 - Diversidade de conteúdos/temas CTSA
CP4a
Privilegia a exploração dos
conteúdos científico-tecnológicos
relacionados com outros campos do
saber em que se exige a
compreensão das interações CTSA.
O PEEC curricular apresenta relações entre
natureza da ciência, temas de ciência
(biologia, física...) e suas relações e
implicações.
CP5 - Natureza do conhecimento científico-tecnológico
CP5a
Apresenta dados relacionados com a
natureza e a história da ciência e/ou
diferentes visões do conhecimento
científico ao longo dos tempos.
O PEEC curricular apresenta uma secção
para a natureza e epistemologia da ciência,
para além das ligações com outros temas (ex.
animais, saúde, plantas...).
CP5b
Apresenta o conhecimento de uma
forma não dogmática.
O PEEC curricular apresenta os enunciados
dos conhecimentos esperados enquadrados
num problema de cariz científico-
tecnológico.
CP5c
Informa acerca do trabalho e função
do cientista, bem como de possíveis
O PEEC curricular sugere a exploração de
conteúdos relacionados com a natureza do
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Parâmetros/indicadores
pressões sociais, políticas, religiosas
ou econômicas que pode sofrer.
trabalho do cientista e relação do seu
trabalho com aspetos/responsabilidades
sociais, políticas...
Fonte: Elaboração dos autores.
Finalmente, na Dimensão Procedimentos Metodológicos, considerando o parâmetro
“Natureza e diversidade de atividades e estratégias de ensino sugeridas”, a proposta curricular
PEEC apresentada aqui é totalmente favorável ao tipo de exploração proposto (Quadro 10). De
maneira geral, ela abrange uma diversidade de atividades, tanto realizadas fora quanto dentro
da sala de aula, proporcionando, por meio do PEEC, atividades e recursos que sustentam o
envolvimento ativo dos alunos nos diferentes momentos da atividade.
Quadro 10 Instrumento de avaliação “Procedimentos metodológicos
Parâmetros/indicadores
DIMENSÃO: PROCEDIMENTOS
METODOLÓGICOS
PMP1 - Natureza e diversidade de atividades e estratégias de ensino sugeridas
PMP1a
Propõe a utilização/manipulação de
diferentes recursos dentro e fora da sala
de aula.
O PEEC curricular sugere a
manipulação vários instrumentos de
apoio à observação (ex. lupa e
fotografia), de medição (ex.
cronómetro, régua, termómetro,
balança, pluviômetros,
anemómetro, proveta...) ...
PMP1b
Propõe a realização de atividades
práticas, experimentais, laboratoriais,
saídas de campo etc. para exploração das
relações CTSA.
O PEEC curricular sugere várias
atividades para a mobilização das
aprendizagens (conhecimentos,
capacidades e atitudes e valores)
com atividades experimentais,
laboratorial, saídas de campo com
relação CTS.
PMP1c
Propõe o envolvimento ativo do aluno
em atividades de debates, resolução de
problemas, discussões, pesquisas sobre
questões em que se manifestem as
interações CTSA.
O PEEC curricular sugere
atividades que envolvam os alunos
em atividades de debates, resolução
de problemas, atividades de
pesquisa.
Fonte: Elaboração dos autores.
Sendo a prova TIMSS de Ciências do ano de escolaridade um dos critérios para a
seleção dos currículos de Ciências, procedeu-se ao levantamento do conteúdo avaliado na
edição de 2019, estabelecendo comparação com o da proposta curricular aqui apresentada. Esse
levantamento é sistematizado na Tabela 5, onde se pode constatar uma correspondência
superior a 90% dos conhecimentos. Considerando que este tipo de teste tem a função de avaliar
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a literacia científica das crianças (ROSA et al., 2022) o fato de a proposta apresentar um grau
de correlação tão elevado constitui um indicador de qualidade relevante.
Tabela 5 Comparação dos enunciados do TIMSS 2019 e aprendizagens do PEEC
Número de aprendizagens
no TIMSS 2019
Número de aprendizagens do TIMSS
2019 contempladas no PEEC
Ciências da Vida
26
25
Ciências Físicas
19
17
Ciências da Terra
12
11
Total
57
53
Fonte: Elaboração dos autores.
Estes indicadores, e todo o processo de implementações e validações realizadas ao longo
do desenvolvimento da proposta, apontam para a qualidade da presente proposta curricular de
ciências com orientação IBSE e CTS e da viabilidade da sua operacionalização em escolas do
1º CEB.
Considerações finais
O presente artigo fundamenta-se nas necessárias reformulações curriculares do 1º CEB,
conforme propostas por alguns estudos recentes (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2021;
SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023b; RAMOS et al., 2023), especialmente no âmbito das
Aprendizagens Essenciais de Estudo do Meio, que englobam a área das ciências. Nesse
contexto, busca-se mitigar as lacunas identificadas, delineando o processo de desenvolvimento
de uma proposta curricular de ciências para o ensino primário em Portugal, inicialmente voltada
para a reestruturação das existentes Aprendizagens Essenciais. Seguindo as recomendações
de alguns autores (LEITE; DOURADO, MORGADO, 2018), valoriza-se a constante validação
ao longo do processo de desenvolvimento da proposta curricular para prevenir possíveis
lacunas, contribuindo para seu aperfeiçoamento e enriquecimento em ciclos iterativos.
A implementação desta proposta curricular em múltiplas turmas e com um número
significativo de crianças permitiu o envolvimento dos professores na co-construção, aspecto
crucial na investigação e estudos dessa natureza. As avaliações realizadas à proposta curricular,
tanto em relação à perspectiva CTS quanto às aprendizagens avaliadas na última edição do
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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TIMSS de ciências para o CEB, constituem meios de aferir sua qualidade à luz de orientações
internacionais para o ensino das ciências nos primeiros anos.
Além disso, o processo de avaliação da proposta curricular à luz dos atuais pressupostos
para o ensino das ciências, identificados na literatura, contrapõe-se à tendência de um ensino
predominantemente transmissivo e demonstrativo (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023a),
abandonando a dependência do manual escolar como recurso de eleição para o ensino das
ciências, como ainda observado (RODRIGUES et al., 2022).
A possibilidade e relevância de incluir recursos didáticos para os professores, a fim de
dar suporte à proposta curricular, são valorizadas por diversos autores que destacam a
importância de recursos educativos adequados para o ensino prático de ciências com qualidade
(AIKENHEAD, 2009). Nesse contexto, o projeto que fundamenta o presente estudo garante o
desenvolvimento e a avaliação de recursos didáticos (PEEC Atividades) para apoiar a
implementação da proposta, bem como atividades e instrumentos de avaliação (PEEC
Avaliação) para monitorar as aprendizagens das crianças, facilitando assim o trabalho dos
professores. Vale ressaltar que todos os recursos do PEEC serão disponibilizados gratuitamente
em um site e em formato editável, permitindo adaptações conforme a necessidade dos
professores.
Quanto às limitações desta proposta curricular, destaca-se a impossibilidade de criar um
currículo que assegure a sequencialidade e complexidade crescente dos enunciados de
aprendizagem ao longo dos vários ciclos de ensino. Isso ocorre porque a construção de uma
proposta curricular apenas para os quatro primeiros anos do ensino primário não garante uma
lógica totalmente progressiva, conforme idealizado ao longo dos ciclos de ensino dos
estudantes.
A progressividade pode ser assegurada quando há um documento orientador único para
aquela área específica, como constatado nos currículos analisados, sendo o desejável e
recomendável. No entanto, durante a construção deste currículo, foram consideradas as
Aprendizagens Essenciais para o 5.º e 6.º ano de escolaridade, evitando repetições de
conhecimento e fornecendo bases para os conteúdos a serem explorados futuramente.
Neste exercício, observou-se a ausência de temas relacionados à física e química,
acentuando a falta de progressividade ao longo dos anos no ensino das ciências. Por outro lado,
a crescente defesa da flexibilidade curricular (COHEN; FRADIQUE, 2018; COSME, 2018;
FERREIRA, 2020) entra em desacordo com a proposta concebida.
Desenvolvimento de uma proposta curricular de ciências para os primeiros anos de escolaridade: Fundamentos, processo e produto
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DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 34
No entanto, outros autores defendem a inclusão de orientações explícitas, destacando a
importância de incorporar aprendizagens essenciais para orientar a prática docente, sem
inviabilizar um ensino contextualizado, individualizado, interdisciplinar e criativo. Além disso,
estudos realizados indicam as dificuldades dos professores em termos de conteúdo didático e
disciplinar (BORGES; REIS; FERNANDES, 2012; CAVADAS; SÁ-PINTO, 2021; GLÓRIA;
ROSA; CAVADAS, 2012), evidenciando a necessidade premente de uma proposta curricular
com a lógica sugerida aqui.
Uma das limitações identificadas foi a seleção dos currículos que serviram de base para
a construção do PEEC curricular. Com a definição de outros critérios de seleção, poderiam ter
sido analisados outros currículos, o que certamente teria resultando em uma proposta diferente
com outros conteúdos. No entanto, tendo como base o TIMSS 2019 Ciências para a definição
dos critérios, a análise realizada à luz das aprendizagens do PEEC constatou que mais de 90%
dos conhecimentos avaliados estão presentes na proposta curricular, o mesmo não ocorrendo
com as Aprendizagens Essenciais, tornando-se um indicador de qualidade desta proposta
curricular.
Apesar das limitações mencionadas, esta proposta curricular surge em resposta à
escassez de investigações em relação aos currículos de ciências, uma preocupação evidenciada
por Rodríguez-Miranda, Carrapiço e Sousa (2016). Este apelo enfatiza a importância e
necessidade de aprimorar o ensino das ciências em prol do desenvolvimento da literacia
científica dos estudantes, preparando-os para um futuro científico e tecnologicamente incerto.
A insatisfação com um ensino experimental das ciências predominantemente transmissível,
apoiado por manuais escolares incapazes de promover o desenvolvimento de competências
científicas nas crianças, destaca a necessidade de reformular o ensino das ciências.
Em um dos relatórios da Comissão Europeia, é mencionado que “os sistemas educativos
cujos currículos se referem a temas sociocientíficos têm uma proporção mais elevada de alunos
de 15 anos que conseguem alcançar alguma literacia científica básica (COMISSÃO
EUROPEIA / EACEA / EURYDICE, 2023, p. 14). Dessa forma, espera-se que a proposta
curricular desenvolvida possa ser um contributo para futuras reflexões e tomadas de decisões
políticas, visando alcançar os níveis desejados de literacia científica dos estudantes necessários
para uma cidadania ativa, consciente e democrática.
Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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Patrícia Christine SILVA e Ana Valente RODRIGUES
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CRediT Author Statement
Reconhecimentos: Não se aplica.
Financiamento: Trabalho financiado por Fundos Nacionais através da FCT Fundação
para a Ciência e a Tecnologia, I.P., no âmbito da Bolsa de Doutoramento com a referência
SFRH/BD/143370/2019 e do projeto UIDB/00194/2020 (CIDTFF).
Conflitos de interesse: Não se aplica.
Aprovação ética: Não se aplica.
Disponibilidade de dados e material: Não se aplica.
Contribuições dos autores: Patrícia Christine Silva: desenho, análise, avaliação da
proposta curricular apresentada e redação do manuscrito; Ana Valente Rodrigues: validação
da proposta curricular e coautoria da redação do manuscrito.
Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.
Revisão, formatação, normalização e tradução.
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 1
DEVELOPMENT OF A SCIENCE CURRICULUM PROPOSAL FOR THE FIRST
YEARS OF SCHOOLING: FOUNDATIONS, PROCESS AND PRODUCT
DESENVOLVIMENTO DE UMA PROPOSTA CURRICULAR DE CIÊNCIAS PARA OS
PRIMEIROS ANOS DE ESCOLARIDADE: FUNDAMENTOS, PROCESSO E
PRODUTO
ELABORACIÓN DE UNA PROPUESTA CURRICULAR DE CIENCIAS PARA LOS
PRIMEROS AÑOS DE ESCOLARIDAD: FUNDAMENTOS, PROCESO Y PRODUCTO
Patrícia Christine SILVA1
e-mail: christine.silva@ua.pt
Ana Valente RODRIGUES2
e-mail: arodrigues@ua.pt
How to reference this paper:
SILVA, P. C.; RODRIGUES, A. V. Development of a science
curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations,
process and product. Revista on line de Política e Gestão
Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN:
1519-9029. DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275
| Submitted: 26/07/2023
| Revisions required: 31/08/2023
| Approved: 16/10/2023
| Published: 28/12/2023
Editor:
Prof. PhD. Sebastião de Souza Lemes
Deputy Executive Editor:
Prof. PhD. José Anderson Santos Cruz
1
University of Aveiro (UA), Aveiro Portugal. Doctoral fellow at the Department of Education and Psychology
with a scholarship from the FCT (SFRH/BD/143370/2019). Member of the Open Laboratory for Science
Education (LEduC) and the Research Center on Didactics and Technology in Teacher Education (CIDTFF).
2
University of Aveiro (UA), Aveiro Portugal. Assistant Professor at the Department of Education and
Psychology. Member of the Open Laboratory for Science Education (LEduC) and the Research Center on
Didactics and Technology in Teacher Education (CIDTFF).
Development of a science curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations, process and product
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ABSTRACT: The concerns for promoting scientific literacy for all align with international
recommendations from organizations such as the UN and OECD. Guidelines advocate for a
contextualized, sequential, and systematic approach to science education from the early years
of schooling. In Portugal, the primary school science curriculum (ages 6-10) emphasizes
knowledge over skills, attitudes, and values. It reveals the absence of explicit guidance for
science education, prompting its reformulation. This article describes developing a curriculum
proposal for science education in the early years. The EDR methodology was adopted, and a
new curriculum project was outlined through a comparative analysis of the current Portuguese
science curriculum for primary education with those of other countries (Singapore, the United
States, Australia, England, and Canada). This project aligns with an inquiry-based science
education (IBSE) perspective and science, technology, and society (STS) guidance.
KEYWORDS: Science Education. Primary Education. Science Curriculum.
RESUMO: As preocupações para a promoção da literacia científica para todos estão
alinhadas com as recomendações internacionais de organizações como a ONU e OCDE.
Diretrizes advogam um ensino das ciências contextualizado, sequencial e sistemático desde os
primeiros anos de escolaridade. Em Portugal, o currículo de ciências do ensino primário (6-
10 anos de idade) privilegia os conhecimentos em detrimento das capacidades e atitudes e
valores e revela a ausência de orientações explícitas para o ensino das ciências o que motivou
a sua reformulação. Este artigo descreve o processo de desenvolvimento de uma proposta
curricular para o ensino das ciências para os primeiros anos. Adotou-se a metodologia EDR e
através da análise comparativa do atual currículo português da área de ciências, para o ensino
primário com o de outros países (Singapura, Estados Unidos, Austrália, Inglaterra e Canadá)
desenhou-se uma nova proposta de projeto curricular alinhada com uma perspectiva IBSE e
orientação CTS.
PALAVRAS-CHAVE: Ensino das Ciências. Ensino Primário. Currículo de Ciências.
RESUMEN: Las preocupaciones por la promoción de la alfabetización científica para todos
están alineadas con las recomendaciones internacionales de organizaciones como la ONU y la
OCDE. Las directrices abogan por una enseñanza de las ciencias contextualizada, secuencial
y sistemática desde los primeros años de la escolaridad. En Portugal, el currículo de ciencias
de la enseñanza primaria (6-10 años) privilegia los conocimientos en detrimento de las
habilidades y actitudes, y valores, y revela la ausencia de orientaciones explícitas para la
enseñanza de las ciencias, lo que motivó su reformulación. Este artículo describe el proceso de
desarrollo de una propuesta curricular para la enseñanza de las ciencias en los primeros años.
Se adoptó la metodología EDR y, mediante el análisis comparativo del currículo portugués
actual del área de ciencias para la enseñanza primaria con el de otros países (Singapur,
Estados Unidos, Australia, Inglaterra y Canadá), se diseñó una nueva propuesta de proyecto
curricular alineada con una perspectiva IBSE y orientación CTS.
PALABRAS CLAVE: Educación científica. Educación primaria. Currículo científico.
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 3
Introduction
Science education aims to contribute to the development of scientific literacy for all
citizens (AFONSO, 2008; FERNANDES; PIRES, 2019; FERNANDES; PIRES; DELGADO-
IGLESIAS, 2016, 2017; ROBERTS; BYBEE, 2014; SALEHJEE; WATTS, 2020) in response
to the ongoing transformations resulting from the increasing evolution and, consequently, the
influence of science and technology in the daily lives of everyone (GALVÃO et al., 2006; SÁ;
PAIXÃO, 2016). Therefore, it is necessary for science education to commence from the early
years of schooling, as learning from an early age "seems to be a promising path for more and
better learning in the future" (MARTINS, 2002, p.18, our translation), with the school serving
as a privileged location for this purpose (GALVÃO et al., 2006; PEREIRA, 2002; VIEIRA,
2007).
There are several arguments regarding the relevance of science education in the school
curriculum from the early years, within an Inquiry-Based Science Education (IBSE)
perspective, acknowledged by various authors, including: it allows children to interpret natural
phenomena from everyday life, facilitates more complex future learning; arouses and responds
to children's curiosity; promotes an interest in science; fosters a positive image of science;
respects the right of children to learn (AKMAN; ÖZGÜL, 2015; FURMAN et al., 2019;
MARTINS, 2002; PEREIRA, 2002).
In Portugal, the teaching of sciences formally began in primary education in the late
1960s, along with the approval of programs for primary education (Decree No. 23485 of July
16, 1968
3
), with a subject titled "Geographical-Natural Sciences." Its designation was changed
a few years later (in 1979) to "Physical and Social Environment," maintaining the program until
1991. In that year, a new curriculum program for the 1st Cycle of Basic Education (CEB) (6-
10 years old) was published, accompanied by a change in the name of the subject to "Study of
the Environment", a designation that remains unchanged to date. This subject explicitly
includes natural sciences (biology, geology, physics, and chemistry) and social sciences
(history and geography of Portugal). From 2018 until now, curricular guidelines for science
education are realized through the Essential Learnings of "Study of the Environment."
The total minimum weekly hours for these years of schooling is promulgated with
Decree-Law n. º 55/2018, defining three hours for "Study of the Environment," seven hours for
"Mathematics," and seven hours for "Portuguese." This asymmetrical distribution is
3
https://www.lexlink.eu/conteudo/geral/ia-serie/3381222/portaria-no-2348568/21893/por-tipo-dedocumentolegal
Development of a science curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations, process and product
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 4
accentuated by the fact that the subject "Study of the Environment" includes the area of history
and geography of Portugal, reducing the weekly time for exploring themes of natural sciences.
The need to combat this trend is expressed, for example, by Costa and Martins, who mention
the "(...) need to value scientific education in the 1st CEB, giving it equity in terms of hours
compared to other areas" (COSTA; MARTINS, 2016 p. 42, our translation).
Regarding Essential Learning, specifically in natural sciences, a comparative analysis
of the Portuguese primary school science curriculum with those of countries such as Singapore,
England, Australia, and the United States reveals that Portugal is the country (in comparison)
where fewer science learning are defined, notably fewer investigative skills and attitudes, and
where there is a greater absence of explicit guiding principles for science education (SILVA;
RODRIGUES; VICENTE, 2023b), the result of the comparative analysis between the learnings
required in the 2019 TIMSS for science (4th-grade students) and the Essential Learnings of
science in "Study of the Environment" reveals that more than half of the learnings assessed in
this international study are not included in the curricular documents of this educational cycle
(SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2021).
All these facts highlight that natural sciences are underrepresented at the primary
education curriculum design level in Portugal. In addition to these curricular gaps, primary
school teachers' practices focus on methodologies that do little to stimulate active engagement
of children and on activities lacking contextualization and connection with everyday life
(SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023a; RODRIGUES et al., 2019). Despite this, other
studies (GONÇALVES; VALADAS; FREIRE, 2011) indicate that teachers value science
education and recognize the contribution of practical work to the development of children's
scientific skills, even though they may hold naive and incomplete ideas about its potential
(CORREIA; FREIRE, 2009).
The presented scenario of science education in primary schools in Portugal has led to
the development of a Science Experimental Teaching Program (PEEC) for primary education,
consisting of three components: i) a curriculum proposal, ii) activities and their respective
teaching resources, and iii) activities and learning assessment instruments. This article aims to
depict only the first component, specifically the development process and the product of a
science curriculum proposal for primary education. This proposal was based on the analysis of
science curricula from other countries and principles and emerging reference guidelines from
the literature on science education for the early years of schooling.
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
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Theoretical Framework
The discussion surrounding the reconfiguration of science curricula has been debated
for decades (CACHAPUZ, 2022; GUALBERTO; RODRIGUES, 2021; VIECHENESKI;
SILVEIRA; CARLETTO; 2016; SANTOS; MORTIMER, 2000; SCHWAN; AYRES DOS
SANTOS, 2020; TENREIRO-VIEIRA; VIEIRA, 2019; VIEIRA, 2007) due to their influence
on the quality of science education (MARTINS, 2002). For instance, Reis (2021) identified
eight challenges toward a better and more utilitarian science education. Challenge number four
precisely emphasizes the need to adopt a new curriculum approach as opposed to the
traditionally conceptualized one. This author highlights the necessity for the curriculum to
include a "set of learnings (...) considered important in a specific historical and social context,
marked by certain specific demands" (REIS, 2021, p. 4, our translation) aligned with the
guiding principles of science education in pursuit of realizing a democratic society where
everyone has the right to and equitable access to knowledge (PANSERA-DE-ARAÚJO et al.,
2011).
In general, the assumptions of a current, contextualized, guided, practical, and utilitarian
science curriculum are not met in the Portuguese basic education curricula (FERNANDES;
PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2016; RODRÍGUEZ-MIRANDA; CARRAPIÇO; SOUSA,
2016; VIECHENESKI; SILVEIRA; CARLETTO; 2016). There is an increasing lack of interest
among students in science subjects and a disregard for the progression of scientific careers
(OCDE, 2006; ROCARD, 2007; INTERNATIONAL SCIENCE COUNCIL, 2021).
This is primarily attributed to a disconnected science curriculum that fails to relate to
students' realities, leading them not to understand the relationship and application between what
they learn and their role as citizens. Additionally, teachers are reluctant regarding their science
teaching methodologies, confined to oral content transmission, contributing to students'
disengagement in this area. Furthermore, the continued preference for textbooks as a privileged
didactic resource for science education (TEIXEIRA, 2019; RODRIGUES et al. 2019)
minimally stimulates the development of students' scientific skills (FERREIRA; SARAIVA,
2021).
The contradiction of an education based on the passive accumulation of knowledge is
addressed through the adoption of a Science-Technology-Society (STS) oriented curriculum
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2017; RIBEIRO et al., 2023; VIEIRA;
TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). The deliberate contextualization of curriculum
Development of a science curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations, process and product
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
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content gives meaning to children's learning, contrasting with conventional curricula
(FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS, 2016; SCHWAN; AYRES DOS SANTOS,
2020), capable of inspiring students' enthusiasm for science and technology subjects (VIEIRA;
TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). Introducing themes related to the nature of science
contributes to changing perceptions of what scientific work entails, the construction of
knowledge, and the benefits and limitations of science (SANTOS; MAIA; JUSTI, 2020).
Teaching guided by the STS orientation
(...) goes beyond mere academic knowledge of Science and Technology,
addressing social problems related to scientific and technological issues, as
well as a better understanding of the interactions among Science, Technology,
and Society (VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011, p. 16, our
translation).
The principles underlying an STS-oriented curriculum focus on its potential to
contribute to forming active, informed, and conscientious citizens. It promotes an
understanding of how and why science is conducted, making all learning relevant to students'
daily lives as active members of society (FERNANDES; PIRES; DELGADO-IGLESIAS,
2017; VIEIRA; TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011). For this reason, Fernandes, Pires,
and Delgado-Iglesias express the need for:
(...) curricular guidelines expressed in Official Documents to reflect and
translate national and international recommendations, providing teachers with
explicit guidance that enables them to implement pedagogical practices in the
classroom that promote the development of students' scientific literacy
(FERNANDES, PIRES E DELGADO-IGLESIAS, 2017, p. 1001-1002, our
translation).
Santos (2001) synthesizes that the Science-Technology-Society (STS) orientation as a
curricular reform in science education for the early years of schooling tends to challenge the
absence of i) non-canonical scientific content permeated with values and principles; ii) a close
connection between educational experiences and life experiences; iii) a combination of
educational activities and non-formal and informal activities; iv) ways to access different
sources of information; v) resources external to the school; and vi) learning contexts extended
to technological aspects and their connection with society.
Regarding curricula with this orientation, several authors have delved into the subject
and proposed possible curricular approaches (ex. AIKENHEAD, 2009; LÓPEZ-CEREZO,
1998; MEMBIELA, 2001; ZIMAN, 1994). For instance, López-Cerezo (1998) mentions three
approaches to STS integration, namely: i) STS as a curricular addition by incorporating an STS
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
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area into a traditional science curriculum; ii) STS as content addition by incorporating an STS
linkage at the end of themes/content; and iii) science-technology through STS, involving the
reconstruction of content from an STS perspective.
Membiela (1997, 2001), in turn, highlights four curricular approaches with an STS
orientation: i) inclusion of STS modules or units in materials of disciplinary orientation; ii)
infusion of the STS focus into existing modules or units through repeated punctual inclusions
throughout the curriculum; iii) inclusion of an STS discipline; iv) complete transformation of
an existing theme through STS integration.
There is a growing interest in analyzing science curricula in light of an STS orientation.
An example of this is the study conducted by Fernandes, Pires, and Delgado-Iglesias (2017),
which analyzes the curricular guidelines for science education in the 2nd Cycle of Basic
Education (10-12 years old) in Portugal, in effect in 2000, focusing on the purposes, knowledge,
and methodological procedures for science education.
The results of this study reveal a limited integration of the STS orientation in the
analyzed curricular documents, with the specification of STS relationships still insufficient to
promote scientific literacy among students in this educational cycle (FERNANDES; PIRES;
DELGADO-IGLESIAS, 2017). The same authors highlight the scarcity of explicit guidelines
in the curricula related to the STS orientation, which "(...) compromises an effective
mobilization and application of scientific knowledge since teachers have little training in this
area (...)" (FERNANDES; PIRES, 2019, p. 239, our translation).
On the other hand, a curriculum whose exhaustive content primarily comprises a set of
canonical knowledge is mainly outdated and ill-suited to the principles and demands of science
education (MARTINS, 2002), perpetuating transmissive approaches (SANTOS; MORTIMER,
2000; VIECHENESKI; SILVEIRA; CARLETTO, 2016). As Vieira states, curricula "should
include content about the nature of science and scientific processes, and very little pure
scientific content" (VIEIRA, 2007, p. 102, our translation).
Therefore, a curriculum is desired that incorporates current competencies,
encompassing knowledge, investigative skills, and scientific attitudes, preparing students for
scientific and technological issues at both local and global levels (VIEIRA; TENREIRO-
VIEIRA; MARTINS, 2011). According to the European reference framework for key
competencies for lifelong learning, scientific competence is defined as the "(...) capacity and
willingness to draw on the body of knowledge and methodologies used to explain the world of
Development of a science curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations, process and product
RPGE Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 27, n. 00, e023072, 2023. e-ISSN: 1519-9029
DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 8
nature, to pose questions and answer them in a reasoned way" (COMISSÃO EUROPEIA, 2007,
p. 6, our translation).
According to Afonso, knowledge includes "(...) terms, facts, concepts, and theories that
involve, in increasing order, greater complexity, and abstraction" (AFONSO, 2008, p. 68, our
translation). Bueno (2003) adds to this definition the science field's laws, principles, and
phenomena. It is unrealistic to expect children to memorize and apply scientific terms in their
discourse (PEREIRA, 2002) solely through oral content transmission. Instead, according to the
author, the progressive construction of the meaning of these terms through multiple practical
experiences is expected.
According to Afonso, skills are related to the "(...) set of procedures used, often
involving experimental activity, in research in various domains of science" (AFONSO, 2008,
p. 75, our translation).
Table 1 brings together a set of scientific skills defined by various authors (ex.
AFONSO, 2008; BUENO, 2003; DUARTE et al., 2020; PEREIRA, 2002; VILALLONGA,
2002), adopting the organization proposed by Harlen and Qualter (2018).
Table 1 Investigative Skills
Capacities
Activity Stages
Designing an
Investigation
Data Collection
Analysis,
Interpretation, and
Explanation
Communication,
Argumentation, and
Evaluation
Formulating problem
questions; Predicting;
Planning.
Operationalizing the
plan; Observing;
Recording data;
Collecting data;
Measuring;
Classifying;
Describing;
Controlling variables.
Interpreting and
analyzing data;
Formulating
conclusions;
Responding to
problem questions.
Communicating;
Evaluating; Reflecting.
Source: Authors' elaboration.
These skills are not compatible with traditional teaching through the oral exposition of
content but rather through creating situations in which the child is required to apply them in a
contextualized and concrete manner (PEREIRA, 2002).
As for attitudes and values, Afonso (2008) considers them essential for intellectual and
emotional progress and individual and social development. Several authors (AFONSO, 2008;
VILALLONGA, 2002; PEREIRA, 2002) list attitudes and values related to science education,
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
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such as respect for evidence, critical reflection, inquisitive attitude, creativity, cooperation, and
perseverance.
As Pereira (2002) notes, these are not usually highlighted in curricula with the same
emphasis as skills and knowledge. In a recent study (SILVA, RODRIGUES; VICENTE,
2023b), it was precisely found that out of five analyzed curricula (Portugal, the United States,
Australia, England, and Singapore), only one identified attitudes as an identity space in the
curriculum (Singapore).
Although the various dimensions of competence are presented separately, it is
noteworthy that, in practice, they should not be mobilized in a dissociated manner. They should
be intentionally and gradually promoted from the early years of schooling to ensure the
foundations for future, more complex, and abstract learning (PEREIRA, 2002).
The proliferation of comparative studies on science curricula (ex. CIASCAI;
MARCHIS, 2009; DERMAN; GURBUZ, 2018; HAVU-NUUTINEN et al., 2022; SWEE
CHIN et al., 2022; NG et al., 2011; ORHAN, 2018; PAWILEN; SUMIDA, 2005;
RODRÍGUEZ-MIRANDA; CARRAPIÇO; SOUSA, 2016; SENTRK; AYDOMUS, 2017;
SOTHAYAPETCH; LAVONEN; JUUTI, 2013) s contributed to expanding and enriching
recommendations and aspects to be considered in a science curriculum. These include: i)
guidelines/orientations for teaching, such as learning theories, general objectives, teaching
methodologies, activity examples, and educational resources; ii) guidelines/orientations for the
assessment process; iii) interdisciplinary connections; iv) explicit statements of learning
outcomes at the levels of knowledge, skills, attitudes, and values; v) relating content to the
culture and reality of the country in question, as well as other current local or global issues and
challenges; and vi) framing within international political-educational issues (PISA, TIMSS,
OECD...) and theoretical frameworks (CTS, IBSE, nature of science; sustainable development
goals).
In this context,
(...) a curriculum proposal is expected to be concerned with mastering basic
science concepts and, above all, with human and civic education. Thus, it is
oriented towards the contextualized and critical construction of knowledge,
the development of values and attitudes based on ethics, co-responsibility, and
conscious and democratic social participation (VIECHENESKI; SILVEIRA;
CARLETTO, 2016, p. 1540, our translation).
The development and adoption of curricula of this nature appear promising pathways
for fulfilling science education, especially for developing scientific literacy (PANSERA-DE-
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ARAÚJO et al., 2011; SANTOS; MORTIMER, 2000), There is an urgent need to act in this
direction. Therefore, incorporating explicit guidelines into the predominantly practical
curriculum is crucial to streamline and support its proper implementation by teachers.
Methodology
As mentioned earlier, this article is part of a larger research project guided by the
research question: "How to promote experimental science teaching systematically,
contextualized, with CTS and IBSE orientation in the 1st CEB (1st Cycle of Basic Education)?".
The research objective was "to develop (conceive, plan, validate, implement, evaluate) a new
curriculum proposal for experimental science teaching with CTS and IBSE orientation."
It is predominantly a qualitative study, and the data collection technique involves
documentary compilation. The latent data corpus of the study consists of six curricula (United
States, England, Singapore, Australia, Canada, and Portugal). These curricula were chosen
based on the results presented in various editions of TIMSS and PISA in science, a process
described in greater detail in another article by the authors (SILVA; RODRIGUES; VICENTE,
2023b). As a qualitative study (COUTINHO, 2014), categorical content analysis (BARDIN,
2018) was chosen, supported by the WebQDA software (SOUZA, COSTA; SOUZA, 2015).
The Educational Design Research (EDR) approach was employed to develop the
curriculum proposal. EDR aims at educational innovation, starting from identified problems,
and proposes to develop this curriculum proposal based on iterative cycles (MCKENNEY;
REEVES, 2019, 2021). It envisions the effective collaboration of a multidisciplinary team, as
exemplified in Figure 1.
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Figure 1 Iterative cycle and EDR stages
4
Source: Authors' elaboration.
The need for change in the science curriculum for the Portuguese 1st Cycle of Basic
Education (1º CEB) emerged from previous works, such as the comparative analysis of the
Portuguese science curriculum with other curricula (SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023b)
and the insights from the TIMSS 2019 science learning outcomes for primary education
(SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2021). Given the identification of this need (Phase I),
guiding principles for the development of science curricula were surveyed, as presented in the
theoretical framework of this article.
Phase II of development and implementation is characterized by iterative cycles
between design/planning, validation, and implementation. In the first phase, the science
curricula were analyzed regarding organization, themes, statements of knowledge, skills,
attitudes, and values. After completing the first phase, the document underwent analysis by an
expert in science education. Based on the feedback received, the document was reorganized,
subsequently progressing to developing the Project for the Structuring of Teaching by
Competencies (PEEC) curriculum. This process culminated in creating the knowledge analysis
tool, categorized by areas and themes (as presented in Table 2).
4
The figure illustrates the preliminary analysis through identifying a problem; the development and
implementation of the curriculum proposal (PEEC) planning, and how the evaluation of the curriculum proposal
(PEEC) functions.
Fase I - Análise preliminar
1. Analisar comparativamente
currículos de ciências do ensino
primário de vários países com o
português
2. Analisar o currículo de ciências
português do ensino primário à luz
das aprendizagens do TIMSS 2019
Identificação do problema
Levantamento de princípios
orientadores
3. Identificação de linhas
orientadoras curriculares para o
ensino das ciências para os
primeiros anos
Fase II Desenvolvimento e
implementação
Planificação do PEEC curricular
1. Planificação do PEEC à luz da análise
dos currículos de ciências
2. Validação da planificação do PEEC
por uma especialista da área
Desenho do PEEC curricular
3. Desenho do PEEC curricular
4. Validação do
PEEC curricular por
uma especialista da
área
5. Implementação
do PEEC curricular
Fase III - Avaliação
Avaliação do PEEC curricular
1. Avaliar o PEEC curricular à luz
das aprendizagens do TIMSS 2019
2. Avaliar o PEEC curricular à luz
de orientações CTS
3. Identificar limitações e
orientações para investigações
futuras
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Table 2 Data Analysis Tool
Dimension
Category
Category Description
Physical Sciences
Materials,
objects, and
structures
Knowledge related to: material properties (elasticity, hardness,
permeability, buoyancy...), origin of materials, use of objects based
on the type of material they are made of, natural and non-natural
structures.
Light
Knowledge related to: luminous and non-luminous objects,
shadows, and mirrors.
Simple
Machines
Knowledge related to the function, functionality, and use of simple
machines in everyday life.
Magnetism
Knowledge related to magnet properties, magnetic and non-
magnetic materials.
Air and Sound
Knowledge related to: properties of air (volume, mass,
compression, density) and properties of sound (differences between
loud, high-pitched, low, and deep sounds).
Changes of
Physical State
Knowledge related to: properties of liquids, solids, and gases, effect
of temperature on materials, water cycle.
Energy and
Electricity
Knowledge related to: sources and forms of energy, use of energy
in daily life, electrical circuits, electrical insulators and conductors.
Biological Sciences
Diversity
Knowledge related to: diversity of living beings; classification of
living beings; differences between living and non-living beings;
causes and consequences of the extinction of living beings.
External
Characteristics
Knowledge related to: similarities and differences between the
visible characteristics of animals and plants, specific functions of
the physical parts of animals, visible changes in the human body,
constituent parts of plants and their functions, sexual dimorphism,
and characteristics that are part of environmental adaptation.
Internal
Characteristics
Knowledge related to: systems of the human body (digestive,
reproductive, respiratory, circulatory, nervous), bones, and their
functions.
Life Cycle
Knowledge related to: factors that influence seed germination and
plant growth; heredity in animals, life cycle of some animals,
typical behaviors of some parents that aid in the survival of
offspring; importance of reproduction.
Interaction
Knowledge related to: animal feeding; the type of relationship that
living beings have with each other, and food chains.
Habitat and
Basic Needs
Knowledge related to: types of habitat and their characteristics;
basic needs of different animals and plants; causes, consequences,
and solutions of habitat alteration, degradation, and destruction.
Health and
Well-being
Knowledge related to: symptoms and signs of disease, influence of
living beings on the health and well-being of living beings, and
healthy habits (diet, rest, physical exercise).
Earth Sciences
Weather and
Climate
Knowledge is related to weather and climate characteristics and is
an instrument to characterize weather conditions.
Solar System
Knowledge related to: day and night events, moon phases, seasons,
planets, and stars.
Minerals,
Rocks, and
Soils
Knowledge related to characteristics of minerals, rocks, and soils,
use of minerals, rocks, and soils in daily life.
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Dimension
Category
Category Description
Sustainable
Consumption
Knowledge related to: practices and attitudes related to responsible
consumption.
Source: Authors' elaboration.
The design of the curricular proposal involved compiling the content from the analyzed
curricula and distributing it by themes and grade levels. This process allowed for a preliminary
draft of the curricular proposal. A science education specialist with extensive experience in
curriculum development and consulting was consulted to ensure validity and fidelity. The
development process of the curricular proposal was presented at a national science education
meeting and subjected to public analysis by science education experts.
All the feedback obtained facilitated its redesign. During the proposal's concession
phase, the natural sciences curriculum for the 2nd cycle of basic education (5th and 6th grades)
was considered to avoid repetitions and ensure the foundations for knowledge to be explored
in subsequent years. The first version of this curricular proposal enabled its implementation
through science activities aligned with the learning objectives stipulated in that curriculum over
an academic year. Based on teacher feedback, it underwent redesign and a new implementation
in the following academic year. Although the implementation process is not described in this
article, throughout the academic years 2020/2021 and 2021/2022, a total of 23 problem-solving
questions were implemented in the 1st year, 20 in the 2nd year, 21 in the 3rd year, and 13 in the
4th year, involving the participation of over 200 children.
The third and final phase involved evaluating the curricular proposal in light of the
science learning outcomes from TIMSS 2019 and using a CTS (Science, Technology, and
Society) curricular analysis tool to position/compare the developed curriculum.
Analysis of Science Curricula
An initial analysis of reference science curricula was conducted to construct the
Curriculum Enrichment Program (CEP), covering Portugal, the United States, England,
Singapore, Australia, and Canada for primary education. This analysis addressed the
organization, science themes, and learning related to knowledge, skills, attitudes, and values.
Subsequently, the analysis of each of these mentioned aspects was systematized.
Regarding organization, the curricula were categorized into three groups: those that
structure the expected learning outcomes by themes (Singapore, the United States, and Canada),
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those that present knowledge organized by science themes, while skills and attitudes are treated
transversally across various areas and science themes (Australia and England), and those that
do not clearly define knowledge, skills, and attitudes, nor explicitly present science themes
(Portugal).
The case of Singapore stands out from the others by initiating science education only in
the 3rd year. Subsequently, an examination was conducted to understand which science themes
are utilized in these curricula in Biological Sciences, Physical Sciences, and Earth Sciences,
based on the analysis tool presented earlier (see Table 2).
Regarding the Physical Sciences area, 26 themes were identified (Table 3). Two themes
from the Australian curriculum are repeated over the four years; eight themes from the Canadian
curriculum with no repetitions across the years; five from the United States curriculum, also
with no repetitions; seven themes from the England curriculum, with no repetition; and four
themes from the Singapore curriculum, which, due to its organization, does not anticipate
repetitions.
Table 3 Physical Sciences Themes in Curricula by Grade Level
Curriculum
Physical Sciences Themes per Grade Level
1st Year
2nd Year
3rd Year
4th Year
Singapore
Diversity of materials
Cycles in matter and water
Interaction of forces
Energy forms and uses
Australia
Chemical and pshysical sciences
United Kingdom
Everyday
material
Uses of everyday
materials
Light
Force and
magnets
States of matter
Sound
Electricity
United States
Waves: light
and sound
Structure and
properties of
matter
Force and
interactions
Energy
Canada
Materials,
Objects, and
Everyday
Structures
Energy in Our
Lives
Movement
Properties of
Liquids and
Solids
Strong and Stable
Structures
Forces Causing
Movement
Pulleys and Gears
Light and Sound
Source: Authors' elaboration.
Regarding themes related to the Biological Sciences area, there are 15 themes, nearly
half the number counted for Physical Sciences themes (Table 4). The curriculum document for
the United States presents three themes, with the repetition of "Interdependent Relationships in
Ecosystems" and "Structure, Function, and Information Processing" twice. In the case of
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Australia, it was observed that the overarching theme, following the logic of physical sciences,
also remained consistent over the four years. In England, three themes were noted, repeating
over the years, namely "Plants" in the first three years, "Animals, including humans" in all
years, and "Living things and their habitats" twice in the 2nd and 4th years.
In Singapore, four themes are presented (matching the number of themes in Physical
Sciences), and whether they repeat over the two years cannot be concluded. Finally, in the case
of Canada, four themes were identified (half the number found in Physical Sciences), with no
observed repetitions.
Table 4 Biological Sciences Themes in Curricula by Grade Level
Curriculum
Biological Sciences topics by grade level
1st Year
2nd Year
3rd Year
4th Year
Singapore
Human system
Plant system
Cycles in plants and animals
Diversity of living and non-living
things
Australia
Biological sciences
United Kingdom
Plants
Animals,
incluinding
humans
Living things and
their habitats
Plants
Animals,
incluinding
humans
Plants
Animals,
incluinding
humans
Living things and
their habitats
Animals,
incluinding
humans
United States
Structure,
Function, and
Information
Processing
Interdependent
Relationships in
Ecosystems
Interdependent
Relationships in
Ecosystems
Inheritance and
Variation of
Traits: Life
Cycles and Traits
Structure,
Function, and
Information
Processing
Canada
Needs and
Characteristics
of Living
Things
Growth and
Changes in
Animals
Growth and
Changes in Plants
Habitats and
Communities
Source: Authors' elaboration.
In the field of Earth Sciences, there are a total of 10 themes (almost 1/3 of the Physical
Sciences learnings). In the case of the United States, three themes are counted, repeating the
theme "Earth's Systems: Processes that Shape the Earth." In Australia, the same theme is
repeated over the four years, unlike England, which presents two themes: "Seasonal changes"
in the 1st year and "Rocks" in the 3rd year. The Canadian curriculum, like the Australian, gives
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one theme for each year without repetitions. The curriculum document of Singapore does not
encompass Earth Sciences themes.
Table 5 Earth Sciences Themes in Curricula by Grade Level
Curriculum
Earth Science topics by grade level
1st Year
2nd Year
3rd Year
4th Year
Singapore
-
Australia
Earth and space sciences
United Kingdom
Seasonal
changes
-
Rocks
-
United States
Space Systems:
Patterns and
Cycles
Earth’s Systems:
Processes that
Shape the Earth
Weather and
Climate
Earth’s Systems:
Processes that
Shape the Eart
Canada
Daily and
Seasonal
Changes
Air and Water in
the Environment
Soils in the
Environment
Rocks and
Minerals
Source: Authors' elaboration.
The repetition or absence of themes was also crucial in the decision-making process in
building the PEEC curriculum proposal, where it is observed that in Biological Sciences,
repetition is more common, unlike themes in Physical Sciences and Earth Sciences. It was also
noted that, in general, curricula are organized by specific science themes, except Australia,
which, despite using general areas, still maintains specificity to the sciences. In contrast, being
an integrative area, Portugal does not follow this organizational logic.
This consensus was valued and decisive in constructing our curriculum proposal,
recognizing the importance of organizing a curriculum around science themes. Regarding
knowledge, the United States, Australia, and Canada curricula are specific for linking science
and technology with society.
Regarding skills, except for the Portuguese curriculum, all analyzed curriculum
documents have a specific and explicit area for them. As mentioned earlier, Singapore, the
United States, and Canada curricula integrate skills into science themes. In the case of the
Australian and English curricula, they appear detached from themes, becoming cross-cutting.
In both cases, a logic of progressive complexity is explicitly presented, contrary to Portugal,
where a common statement appears for all years: "Knowing how to ask questions, raise
hypotheses, make inferences, verify results, and communicate, recognizing how knowledge is
constructed."
Regarding attitudes and values, only the Singapore curriculum has a specific area for
them, with statements on curiosity, collaboration, objectivity, integrity, responsibility, integrity,
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
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and creativity. In the others, these appear as general objectives or are scattered throughout the
curriculum.
Presentation of the Curricular PEEC
The Curricular PEEC, as mentioned earlier, is a science curriculum proposal for the first
four years of primary education in Portugal. This curriculum proposal is based on the
assumption that "(...) children do not learn scientific ideas and concepts just because the teacher
exposes them (...)" (PEREIRA, 2002, p. 71, our translation).
Varela and Martins (2013, p. 99, our translation) add that the process of learning and
teaching is "(...) far from being processes of reproduction and transmission of knowledge."
Therefore, it is obsolete to develop and organize a curriculum in an expository approach that
calls for memorizing canonical knowledge. In this sense, the socio-constructivist perspective
of learning is the one that best fits the developed curriculum proposal.
One of the approaches that is compatible with this teaching vision is IBSE. This
approach completely opposes the retrograde position of the teaching and learning process in
which experimental rhetoric is supported by the exploration of the textbook, inhibiting the
development of multiple student skills. This approach implies changes in how the teacher
teaches and students learn (VARELA; MARTINS, 2013).
The emphasis of the learning process shifts to the student, where the teacher's role
becomes that of a problematizer and facilitator of more and better learning (VARELA;
MARTINS, 2013). This typology is not realized through the implementation of isolated
experimental activities (COSTA; DOMINGOS; TEODORO, 2018). The role of a
problematized implies that the teacher promotes moments of contextualization, raises and
identifies children's prior ideas, formulates the problem question, plans the activity, and
operationalizes the plan through observation, measurement, research, formulation of
conclusions, and comparison with predictions. It also involves formulating the answer to the
problem question, communicating the process, results, limitations, reflection, and evaluation of
the entire process (MERCEDES; TEMBLADERA, 2013; NUDELMAN, 2015; UUM;
VERHOEFF; PEETERS, 2016; VARELA; MARTINS, 2013).
The development of a curriculum with a Science, Technology, and Society (CTS)
orientation was also a concern, considering that "in a CTS science curriculum, canonical
scientific content is related and integrated with the everyday world of students in such a way
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that it mirrors students' natural efforts to make sense of this world" (AIKENHEAD, 2009, our
translation).
In this regard, it was ensured that this curriculum proposal was based on the main
characteristics of CTS-oriented teaching, namely: i) valuing real situations through
contextualized teaching; ii) effective and conscious mobilization of competencies that facilitate,
for example, decision-making and resolution of socio-scientific technological problem
situations; iii) fostering interest in the connections between science, technology, and society;
iv) selecting accurate or realistic and relevant themes involving science and technology; v)
active involvement of the child in their learning process; vi) adopting an interdisciplinary
approach; and vii) valuing the application of scientific and technological knowledge.
In structuring the curriculum, references from Singapore, Canada, and the United States
curricula were adopted. Multiple themes covering Physical, Biological, and Earth Sciences
were defined for each school year. Knowledge, skills, attitudes, and values are outlined for each
theme. Given the comprehensive nature of the project, which includes practical activities,
problem questions were proposed for each theme, resulting in applicable activities to monitor
students' learning progress.
The compilation of knowledge from various themes in the curricula (as presented in
Tables 3, 4, and 5) led to the selection of the most relevant ones. Decisions were made regarding
the distribution of these themes over the years, considering criteria such as the level of
complexity and frequency in the analyzed curricula.
In the context of this proposal for restructuring the existing Portuguese curriculum, some
modifications were implemented in its organization. This document covers, in addition to the
natural sciences, learning in history, geography, and technology, among others. Notably, the
proposal focuses exclusively on learning statements related to the natural sciences, structuring
itself into four main areas: Biological Sciences, Physical Sciences, Earth and Nature Sciences,
and History of Science.
Regarding the themes of Physical Sciences, the analyzed curricula were respected. In
the area of Biological Sciences, due to the diversity and nature of the themes, some were
retained, and others were created. Similarly to the Biological Sciences area, the Earth Sciences
area also underwent some changes, considering that, in some curricula, this theme was not
addressed. In addition to these themes, as observed in the Australian curriculum, a specific
section was included for each school year, dedicated to knowledge about the Nature and History
of Science, giving it appropriate prominence in the curriculum proposal.
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
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In the distribution of themes according to the school years, the analyzed curricula were
considered, identifying which school years the exploration of each theme is suggested.
Following this logic, the scheme for Physical Sciences was developed (see Table 1).
Similar to what is proposed in the analyzed curricula, the proposal for exploring the
themes of Physical Sciences in the Curriculum Enrichment Program (PEEC) is made for only
one school year ("Magnetism," "Simple Machines," "Air," "Sound," and "Electricity") or over
two school years ("Light" and "Changes in the physical state"). The theme "Materials, Objects,
and Structures," given its nature, is distributed over three years, progressing in the complexity
of the recommended knowledge.
Table 1 Physical Sciences Themes in the Curriculum Enrichment Program (PEEC) by
School Year
Physical Sciences
School Year
1st
2nd
3rd
4th
Themes
Materials, Objects, and Structures
Light
Simple Machines
Magnetism
Air and Sound
Changes in Physical State
Energy and Electricity
Source: Authors' Compilation.
For the 1st year, the introduction of the themes "Materials, Objects, and Structures" and
"Light" is planned. In this regard, children are expected to recognize that objects can be made
of various materials and that these materials have specific properties, such as hardness,
flexibility, and buoyancy, among others. Regarding the theme of light, it is expected, for
example, that they recognize that light can be of natural or non-natural origin, that luminous
objects have their light, and that illuminated objects do not emit their light but reflect the light
from luminous objects. They are also expected to understand that light passes wholly or
partially through some materials, not others.
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In the 2nd year, the theme "Materials, Objects, and Structures" continues to be explored,
and the themes of "Simple Machines" and "Magnetism" are also introduced. These themes aim
to develop knowledge related to the origin of materials, properties (e.g., permeability), the
functioning of simple machines and their applications in daily life, magnets, and magnetic
attractions (e.g., magnetic and non-magnetic materials).
In the 3rd year, the exploration of the theme "Materials, Objects, and Structures" is
resumed, revisiting the "Light" theme explored in the 1st year and initiating the themes "Air"
and "Changes in physical state." In these themes, the aim is to develop knowledge related to:
structures, their resistance, and stability; factors influencing the dissolution time of materials;
factors affecting the size of shadows; characteristics of images of objects in various types of
mirrors; properties of air (e.g., volume, mass, compressibility); characteristics of liquids, solids,
and gases; the effect of temperature changes on materials.
In the 4th year, the exploration of the themes "Sound" and "Energy" begins, continuing
the exploration of the theme "Changes in physical state" initiated in the 3rd year. In these
themes, the goal is to develop knowledge related to: sound propagation; factors influencing
changes in the physical state of materials; changes in the physical state of the water cycle and
everyday situations; sources and forms of energy, considering their renewability or not, and
their function; electrical circuits (e.g., series and parallel circuits); electrical conductors and
insulators.
The concentration of learning in Physical Sciences led to adjustments in the proposed
exploration distribution in the Essential Learnings. While the Essential Learnings indicate the
exploration of the theme "Changes in physical state" for the 2nd year, the PEEC proposal
suggests its initiation in the 3rd year. For example, the exploration of magnets, suggested in the
3rd year, is initiated in the 2nd year in the presented proposal. However, some elements were
retained, such as the exploration of materials and their characteristics in the 1st year.
In Biological Sciences, a distribution of knowledge by different themes from the field
of Physical Sciences was chosen due to the frequent repetition of these themes throughout the
four years of schooling (see Table 2).
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
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DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v27i00.18275 21
Table 2 Biological Sciences Themes in the PEEC Curriculum by School Year
Biological Sciences
School Year
1st
2nd
3rd
4th
Themes
Diversity
External Characteristics
Internal Characteristics
Habitat and Basic Needs
Interaction
Life Cycle
Health and Well-being
Source: Authors' elaboration.
The decision was made to organize the themes progressively over the years, considering
the knowledge's complexity level. In the 1st year, the focus is on more elementary knowledge
related to the themes "Diversity," "External Characteristics," "Interaction," "Habitat and Basic
Needs," and "Health and Well-being." The objective is for the children, during this academic
year, to recognize, for example, that there are living beings, dead beings, and non-living beings
in nature. Additionally, they are expected to understand that living beings exhibit different
external characteristics, performing specific functions that contribute to their survival. They
also aim to recognize that living beings inhabit specific environments according to their needs
and that animals feed on other living beings, presenting distinct dietary habits.
In the 2nd year, the themes "Diversity," "External Characteristics," "Habitat and Basic
Needs," and "Health and Well-being" are continued, and the theme "Life Cycle" is initiated. In
this year, knowledge related to the diversity of animal and plant species is selected, as well as
the basic needs of living beings (food, water, habitat); symptoms and signs of diseases in
animals; factors influencing seed germination; changes in the human body over time; healthy
habits to adopt; allergies and food intolerances in humans caused by other living beings.
In the 3rd year, the theme "External Characteristics" and "Health and Well-being" is
resumed, the theme "Internal Characteristics" is initiated, and the themes "Interaction" from the
1st year and "Life Cycle" from the 2nd year are revisited. This year, the aim is to address
knowledge related to: characteristics that allow or facilitate living beings to survive in certain
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habitats; sexual dimorphism; types of relationships that living beings have; the need for some
animals to build structures to survive; parts and respective functions of plants, factors
influencing their growth, how they reproduce, as well as the importance they have in human
life in particular; heredity and the role that parents play in the survival of offspring; evolution
of living beings.
Finally, in the 4th year, the themes "Diversity," "Internal Characteristics," "Interaction,"
and "Life Cycle" are continued. In the last year of this educational cycle, exploration related to
the following is suggested: classification taxonomies of animals; human body systems, namely
digestive, respiratory, cardiovascular, reproductive, and urinary; characteristics and function of
bones; types of habitats, characteristics, and dangers of changes in them; food chains; life cycles
of some animals; aspects related to the extinction of living beings, including endangered
species, causes, consequences, and solutions.
As expected, changes were made to the Essential Learnings of Environmental Studies.
For example, there was an anticipation of learnings related to categorizing living beings based
on their covering, locomotion, and other characteristics, initially planned for the 2nd year in the
Essential Learnings. Some learnings related to "environmental modifications" and "appropriate
procedures in situations of burns, hemorrhages..." that were initially planned for the 3rd year
were delayed and moved to the 4th year. For instance, the suggestion from Essential Learnings
to explore the human body and species on the verge of extinction was maintained in the 4th
year of schooling.
Regarding Earth Sciences, as evidenced in Table 3, not all analyzed curricula
incorporate it. However, due to the relevance of exploring this area, highlighted, for example,
by the Sustainable Development Goals (SDGs), it was decided to include a theme and the
respective learnings for each school year.
Table 3 Earth Sciences Themes in the PEEC Curriculum by School Year
Earth Sciences
School Year
1st
2nd
3rd
4th
Themes
Time and Climate
Solar System
Minerals, Rocks, and Soils
Natural Resources and Sustainable
Consumption
Source: Authors' elaboration.
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It was decided to initiate this area with the theme "Weather and Climate" in the 1st year
of schooling, addressing knowledge related to weather conditions and the distinction between
weather and climate. In the 2nd year, the theme "Solar System" was selected, encompassing
knowledge about the celestial bodies that comprise the solar system, day and night phenomena,
and moon phases. This theme also includes knowledge related to the Nature and History of
Science.
In the 3rd year, exploration is focused on the theme "Minerals, Rocks, and Soils,"
covering the characteristics of minerals, rocks, and soils and their importance and utility in
everyday life. In the 4th year, the theme "Natural Resources and Sustainable Consumption" was
defined, addressing aspects related to pollution and resource consumption, among others. The
decision to include only one theme per year did not allow knowledge retention in the Earth
Sciences area in the same years suggested in the Essential Learnings. Thus, regarding issues of
minerals, rocks, and soil, initially planned for the 4th year in the Essential Learnings, they were
advanced to the 3rd year. The Solar System, for example, indicated for the 3rd year in the
presented proposal, is initiated in the 2nd year.
In the case of Nature and the History of Science, although assumed in this proposal as
an area with its own identity, possible connections throughout the themes of other areas were
highlighted. The theme "Scientists and Their Characteristics" was defined for the 1st year,
"Scientific Knowledge and Its Characteristics" for the 2nd year, "Evolution of Scientific
Knowledge" for the 3rd year, and "Inventions and Discoveries" for the 4th year (Table 4). These
themes are contextualized within the scope of the themes of other areas.
Table 4 Nature and History of Science Themes in the PEEC Curriculum by School Year
Nature and History of Science
School Year
1st
2nd
3rd
4th
Themes
Scientists and Their Characteristics
Scientific Knowledge and Its Characteristics
Evolution of Scientific Knowledge
Inventions and Discoveries
Source: Authors' elaboration.
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In the 1st year of schooling, scientists' work is explored, including with whom they
work, where, and their main characteristics. In the 2nd year, within the context of exploring the
solar system, the issue of scientific knowledge is investigated, its transformation over time, and
the importance of certain scientists in this process. In the 3rd year, while exploring content
about species reproduction, the investigation of the theme of evolution is proposed. In the 4th
year, when examining the human body, questions about the evolution of Science and
technology, specifically in this area, are introduced. Specific connections are also intended to
be created in exploring other themes by introducing relevant scientists who have left a mark in
the field of Science.
Regarding Science, Technology, and Society (STS) connections, while some curricula
allocate a separate area for this knowledge, effective integration of this knowledge is advocated,
and for this reason, that logic was not followed.
Concerning skills, examples were followed, such as the curricula of Singapore and the
United States, where they were associated with various proposed knowledge themes. Like the
Singapore curriculum, the decision was made to detail the skill. These learning statements are
suggestions for exploring skills since other skills beyond those indicated in the PEEC
curriculum proposal can be mobilized for each activity. However, this indication can facilitate
teacher selection. In this sense, they are expected to be understood as suggestions, with an
average of four skills attributed per activity.
Like knowledge, skills are also distributed by levels of complexity; for example, in the
1st and 2nd years, children are expected to select the problem question, while in other years,
they are expected to define the problem questions of a specific situation/activity. In general, 24
skills were defined and organized across different stages of the activities presented in Table 6.
Table 6 Skills in the PEEC Curriculum
Activity
Stage
Statement
Description
Designing an
investigation
Forecast
Anticipates events related to the problem
question.
Formulate problem questions
Formulate/select the question related to the
presented theme.
Planning
Identifies and describes the procedures
necessary to find answers to the defined
problem question.
D
a
t
a
c
o
l
l
e
c
t
i
o
n
Operationalize the plan
Executes the planned procedures.
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Activity
Stage
Statement
Description
Observing
Observes directly and/or indirectly events,
images, and phenomena... relevant to the
experience.
Collecting/recording data
Collects and organizes the data in tables,
drawings, and/or diagrams.
Measuring
Uses measuring instruments (mass, volume,
temperature, length, time, etc.).
Classifying
Groups objects/materials/living beings/non-
living beings based on common
characteristics/attributes.
Describing
Reports, what was observed, decisions made,
and scientific processes.
Controlling variables
Performs procedures that ensure only the
effect of the independent variable on the
dependent variable is being studied, keeping
all other variables (control), thus ensuring the
validity of the experiment.
Researching information
Uses various means and sources to seek and
access information on a topic (books, internet,
encyclopedias, videos, interviews, posters,
etc.).
Using equipment
Uses measuring instruments, equipment, and
resources according to their purpose.
Comparing
Identifies similarities and differences between
objects, materials, processes, living beings,
and non-living beings.
Analysis,
interpretation, and
explanation
Organizing and systematizing
data
Constructs graphs, mind maps, and schemes to
organize the data.
Interpreting and analyzing data
Analyzes the data and makes interpretations
based on evidence.
Formulating conclusions
Develops a final argument based on the results
obtained.
Formulating answers to
questions
Develop answers to the problem question.
Communication,
argumentation,
and evaluation
Communicating
Shared procedures, results, and/or conclusions
using drawings, schemes, presentations
(among others), concepts, terms, and scientific
language related to the theme.
Evaluating/Reflecting
Makes value judgments and analyzes a
particular subject carefully and in detail.
Source: Authors' elaboration.
The same logic as for skills was followed for attitudes and values, except for the
suggested number per activity, where a maximum of two attitudes and values are proposed per
activity. The defined scientific attitudes are presented in Table 7.
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Table 7 Attitudes and Values of the PEEC
Statement
Description
Interest in science
Shows a predisposition to learn sciences through the
activities developed.
Creativity
Creates feasible solutions for problem-solving in terms of
fluency, flexibility, and originality.
Objectivity
Reveals assertiveness in experimental procedures.
Perseverance
Presents persistence and patience in experimental
procedures.
Collaboration
Engages in activities and experimental procedures together
with other peers.
Respect for evidence
Presents flexibility of thought based on the results
obtained.
Respecting others' ideas
Accepts that colleagues may have different ideas.
Intellectual honesty
Recognizes the work of others.
Precision and accuracy
Reveal care and precision in experimental procedures
(measuring, observing, and controlling variables...).
Responsibility
Shows quality in fulfilling obligations.
Integrity
Adopts appropriate strategies for knowledge construction
in their experiences.
Curiosity
Demonstrates a willingness to learn sciences, showing a
desire to learn even more through questions, research...
Source: Authors' elaboration.
Evaluation of the PEEC
The curricular proposal of the PEEC aims at the
(...) valorization of daily life for contextualized teaching, as opposed to purely
academic knowledge, divorced from the world outside the school (...) in which
it appears (...) as a way to foster students' interest and taste for Science and
Science learning, improving their attitudes towards Science (VIEIRA;
TENREIRO-VIEIRA; MARTINS, 2011, p. 15, our translation).
For this reason, the developed curricular proposal adopted an STS orientation. The
analysis tool designed by Fernandes, Pires, and Delgado-Iglesias (2017), to assess whether the
curriculum guidelines for basic education are congruent with the Science-Technology-Society-
Environment teaching perspective guided the curriculum development process. Its use
confirmed that the proposed curriculum is based on an STS orientation in purpose, knowledge,
and procedures, as explained below.
Regarding the "Purposes," three parameters were considered: skills development,
attitudes and values, education, citizenship, sustainability, and the environment (Table 8). In
general, the assumptions are fulfilled.
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Concerning the first two parameters, these were explicitly incorporated throughout the
curricular proposal, being assumed as learning objectives. The third parameter was included in
various knowledge related to habitat protection and actions to preserve animal and plant species,
among other proposals within the scope of active citizenship, environmental protection, and
sustainability.
Table 8 Evaluation Instrument "Purposes"
Source: Authors' elaboration.
For the "Knowledge" dimension, five parameters were analyzed: CP1 - relevance of the
thematic focus, CP2 - discussion of controversial issues related to scientific and technological
advances, CP3 - reciprocal influence between scientific and technological advances and socio-
environmental changes, CP4 - Diversity of CTSA contents/themes, and CP5 - Nature of
scientific and technical knowledge systematized in Quadro 9. Considering relevant, accurate,
and contextualized themes in daily life materialized as one of the fundamental arguments for
the selection of contents to be explored in the PEEC curricular proposal, satisfying parameters
CP1 (Relevance of the thematic focus) and CP4 (Diversity of CTSA contents/themes).
On the other hand, topics related to the Nature and History of Sciences were included
and given a prominent place. An area was created for content related to scientific and
technological advances and their impact on daily life, fulfilling the purposes of the second
(CP2) and fifth parameters (CP5). Regarding parameter CP3 (Reciprocal influence between
scientific and technological advances and socio-environmental changes), issues related to
Parameters/Indicators
DIMENSION: PURPOSES
FP1 - Development of skills
FP1a
Proposes the development of scientific
procedures, problem-solving, and
improving critical thinking.
The PEEC curriculum presents, for
each theme, a set of expected
scientific skills.
FP2 - Development of attitudes and values
FP2a
Fosters the development of responsible and
conscious principles and norms of conduct,
both individual and collective.
The PEEC curriculum presents, for
each theme, a set of expected
scientific attitudes.
FP3 Education, citizenship, sustainability, and the environment
FP3a
Promotes the development of conscious,
informed, and reasoned decisions regarding
the consequences of human action on the
environment.
The PEEC curriculum presents
content relating human action to
pollution, habitat destruction, and
species on the brink of extinction.
FP3b
Promotes the student's involvement in
current problematic issues related to
citizenship, sustainability, and
environmental protection.
The PEEC curriculum presents habitat
protection content, animal and plant
species care, and sustainable
consumption.
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scientific progress and its implications in daily life are also explored in the section on the Nature
and History of Science and Physical and Biological Sciences.
Table 9 Evaluation Instrument "Knowledge"
Parameters/Indicators
DIMENSION: KNOWLEDGE
CP1 - Relevance of the thematic focus
CP1a
Suggests the contextualized
approach of current themes related
to students' prior knowledge and
daily lives.
The PEEC curriculum suggests exploring
problem-solving questions with an
introductory video and assessing children's
prior ideas.
CP1b
Proposes the discussion of scientific
themes based on their social utility.
The PEEC curriculum incorporates scientific
themes (energy, simple machines, medicine,
etc.) and their utility in daily life.
CP2 - Discussion of controversial topics related to scientific and technological advances
CP2a
Suggests situations where different
social realities lead to new scientific
discoveries and technological
innovations.
The PEEC curriculum addresses content
related to the origin and scientific
discoveries (e.g., medicines, vaccines,
theories) and technological innovations (e.g.,
energy, light, etc.).
CP2b
Discusses the advantages and limits
of scientific and technological
knowledge and its impacts on
society and the environment.
The PEEC curriculum addresses content
related to the advantages, limits, and
implications of scientific knowledge (e.g.,
vaccines, medication, etc.).
CP3 Reciprocal influence between scientific and technological advances and socio-
environmental changes
CP3a
Highlights the reciprocal
relationships between science and
technology.
The PEEC curriculum addresses content that
relates to science and technology (e.g.,
medicine, animals, plants, etc.).
CP3b
Emphasizes changes in people's
living conditions (habits, lifestyle,
creation of new resources, etc.)
related to technological advances
over time.
The PEEC curriculum addresses content on
the evolution and construction of scientific
knowledge, presenting innovations and
scientific discoveries over time.
CP3c
Emphasizes the impacts of society
and the environment on scientific
and technological advances.
The PEEC curriculum addresses how the
needs of society influence the advances in
science and technology.
CP4 - Diversity of CTSA contents/themes
CP4a
Privileges the exploration of
scientific and technological contents
related to other fields of knowledge
that require understanding CTSA
interactions.
The PEEC curriculum presents connections
between the nature of science, science
themes (biology, physics, etc.), and their
relationships and implications.
CP5 - Nature of scientific and technological knowledge
CP5a
Presents data related to the nature
and history of science and/or
different views of scientific
knowledge over time.
The PEEC curriculum presents a section on
the nature and epistemology of science and
connections with other themes (e.g., animals,
health, plants, etc.).
CP5b
Presents knowledge in a non-
dogmatic way.
The PEEC curriculum presents statements of
expected knowledge framed within a
scientific and technological problem.
Patrícia Christine SILVA and Ana Valente RODRIGUES
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Parameters/Indicators
CP5c
Provides information about the work
and function of the scientist, as well
as possible social, political,
religious, or economic pressures
they may face.
The PEEC curriculum suggests exploring
content related to the nature of the scientist's
work and the relationship of their work to
social and political aspects/responsibilities,
etc.
Source: Authors' elaboration.
Finally, in the Dimension of Methodological Procedures, considering the parameter
"Nature and diversity of suggested teaching activities and strategies," the proposed PEEC
curriculum presented here is entirely favorable to the type of exploration suggested (Table 10).
In general, it encompasses a variety of activities, both conducted outside and inside the
classroom, providing, through PEEC, activities, and resources that support the active
involvement of students in different moments of the activity.
Table 10 Methodological Procedures Evaluation Instrument
Parameters/Indicators
DIMENSION: METHODOLOGICAL
PROCEDURES
PMP1 - Nature and diversity of suggested teaching activities and strategies
PMP1a
Proposes the use/manipulation of
different resources inside and outside the
classroom.
The PEEC curriculum suggests
manipulating various observation
support instruments (e.g.,
magnifying glass and camera) and
measurement tools (e.g., stopwatch,
ruler, thermometer, scale, rain
gauge, anemometer, graduated
cylinder, etc.).
PMP1b
Proposes implementing practical,
experimental, laboratory activities, field
trips, etc., to explore CTSA
relationships.
The PEEC curriculum suggests
various activities to mobilize
learning (knowledge, skills,
attitudes, and values) with
experimental, laboratory, and field
trip activities related to CTSA.
PMP1c
PMP1c Proposes the active involvement
of students in activities such as debates,
problem-solving, discussions, and
research on issues where CTSA
interactions are evident.
The PEEC curriculum suggests
activities that involve students in
debates, problem-solving, and
research activities.
Source: Authors' elaboration.
As the TIMSS 4th-grade Science test is one of the criteria for selecting Science
curricula, the content evaluated in the 2019 edition was surveyed, and a comparison was made
with the curriculum proposal presented here. This survey is systematized in Table 5, where a
correspondence of over 90% of knowledge can be observed. Considering that this type of test
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aims to assess children's scientific literacy (ROSA et al., 2022) the fact that the proposal shows
such a high degree of correlation is a relevant quality indicator.
Table 5 Comparison of TIMSS 2019 statements and PEEC learnings
Number of Learnings in
TIMSS 2019
Number of TIMSS 2019 Learnings
Covered in PEEC
Life Sciences
26
25
Physical Sciences
19
17
Earth Sciences
12
11
Total
57
53
Source: Authors' elaboration.
These indicators, along with the entire process of implementations and validations
carried out throughout the development of the proposal, point to the quality of the present
science curriculum proposal with IBSE and CTS orientation and the feasibility of its
operationalization in primary schools.
Final considerations
This article is based on the necessary curricular reforms for the 1st Cycle of Basic
Education (CEB), as proposed by some recent studies (SILVA; RODRIGUES; VICENTE,
2021; SILVA; RODRIGUES; VICENTE, 2023b; RAMOS et al., 2023), especially within the
scope of the Essential Learnings in the Study of the Environment, which encompass the science
area. In this context, efforts are made to address identified gaps, outlining the process of
developing a science curriculum proposal for primary education in Portugal, initially focused
on restructuring the existing Essential Learnings. Following the recommendations of some
authors (LEITE; DOURADO, MORGADO, 2018), constant validation throughout the
development process of the curriculum proposal is valued to prevent possible gaps, contributing
to its refinement and enrichment in iterative cycles.
Implementing this curriculum proposal in multiple classes and with a significant number
of children allowed teachers to be involved in co-construction, a crucial aspect of research and
studies of this nature. The assessments conducted on the curriculum proposal, in terms of the
CTS perspective and the learnings assessed in the last edition of TIMSS for 1st CEB science,
gauge its quality in light of international guidelines for science education in the early years.
Moreover, the process of evaluating the curriculum proposal in light of current
assumptions for science education identified in the literature goes against the trend of
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predominantly transmissive and demonstrative teaching (SILVA; RODRIGUES; VICENTE,
2023a), abandoning the reliance on the textbook as the primary resource for science teaching,
as still observed (RODRIGUES et al., 2022).
The possibility and relevance of including didactic resources for teachers to support the
curriculum proposal are emphasized by various authors who highlight the importance of
suitable educational resources for quality science teaching (AIKENHEAD, 2009). In this
context, the project underpinning this study ensures the development and evaluation of didactic
resources (PEEC Activities) to support the proposal's implementation and activities and
assessment tools (PEEC Assessment) to monitor children's learning, thereby facilitating
teachers' work. It is worth noting that all PEEC resources will be available for free on a website
and in editable format, allowing for adaptations per teachers' needs.
Regarding the limitations of this curriculum proposal, the impossibility of creating a
curriculum that ensures the sequential and progressively complex nature of the learning
statements across various teaching cycles is highlighted. This is because constructing a
curriculum solely for the first four years of primary education does not guarantee a fully
progressive logic, as envisaged throughout students' educational cycles.
Progressivity can be ensured when there is a single guiding document for that specific
area, as observed in the analyzed curricula, which is desirable and recommended. However,
during the construction of this curriculum, Essential Learnings for the 5th and 6th years of
schooling were considered, avoiding knowledge repetitions and providing foundations for
future content exploration.
In this exercise, the absence of topics related to physics and chemistry was noted,
accentuating the lack of progressivity in science education over the years. On the other hand,
the growing advocacy for curricular flexibility (COHEN; FRADIQUE, 2018; COSME, 2018;
FERREIRA, 2020) contradicts the conceived proposal.
However, other authors advocate for including explicit guidelines, emphasizing the
importance of incorporating essential learnings to guide teaching practice without hindering
contextualized, individualized, interdisciplinary, and creative instruction. Furthermore, studies
indicate teachers' difficulties in terms of didactic and disciplinary content (BORGES; REIS;
FERNANDES, 2012; CAVADAS; -PINTO, 2021; GLÓRIA; ROSA; CAVADAS, 2012),
highlighting the pressing need for a curriculum proposal with the suggested logic.
One of the identified limitations was the selection of the curricula that served as the
basis for constructing the PEEC curriculum. With the definition of other selection criteria, other
Development of a science curriculum proposal for the first years of schooling: Foundations, process and product
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curricula could have been analyzed, which would have resulted in a different proposal with
different contents. However, based on the TIMSS 2019 Science for defining the criteria, the
analysis conducted in light of the PEEC learnings found that over 90% of the assessed
knowledge is present in the curriculum proposal, unlike the Essential Learnings, making it an
indicator of the quality of this curriculum proposal.
Despite the mentioned limitations, this curriculum proposal arises in response to the
scarcity of research regarding science curricula, a concern highlighted by Rodríguez-Miranda,
Carrapiço, and Sousa (2016). This call emphasizes the importance and necessity of improving
science education to develop students' scientific literacy, preparing them for an uncertain
scientific and technological future. Dissatisfaction with a predominantly transmissive
experimental science education, supported by textbooks incapable of promoting the
development of scientific skills in children, underscores the need to reform science education.
In one of the reports from the European Commission, it is mentioned that "educational
systems whose curricula refer to socioscientific themes have a higher proportion of 15-year-old
students who can achieve some basic scientific literacy" (COMISSÃO EUROPEIA / EACEA
/ EURYDICE, 2023, p. 14, our translation). Thus, the developed curriculum proposal is
expected to contribute to future reflections and policy decisions, aiming to achieve the desired
levels of scientific literacy among students necessary for active, conscious, and democratic
citizenship.
REFERENCES
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CRediT Author Statement
Acknowledgements: Not applicable.
Funding: This work was funded by National Funds through FCT Fundação para a
Ciência e a Tecnologia, I.P., within the scope of the Doctoral Scholarship with the reference
SFRH/BD/143370/2019 and the project UIDB/00194/2020 (CIDTFF)
Conflicts of interest: Not applicable.
Ethical approval: Not applicable.
Data and material availability: Not applicable.
Authors' contributions: Patrcia Christine Silva: design, analysis, evaluation of the
curriculum proposal presented, and manuscript writing; Ana Valente Rodrigues: validation
of the curriculum proposal and co-authorship of the manuscript writing.
Processing and editing: Editora Ibero-Americana de Educação.
Proofreading, formatting, standardization and translation.