Assessing Portuguese Elementary School Students’ Scientific Literacy: Application of the ALCE Instrument
Abstract
:1. Introduction
2. Methodology
2.1. The Instrument
Laws and theories are part of science. While laws describe natural phenomena, theories use them to propose an explanation of such phenomena. Once a theory has been established, scientists in the field set aside research related to that theory and start studying other phenomena, since, because it is a scientific theory, it is considered as an incontestable truth by the scientific community.(NS subtest item)
The techno-scientific revolution associates scientific knowledge with the use of technology in industrial production. In regard to this association, advances in science enable a development in new technologies and these enable the production of more scientific knowledge, making science and technology inseparable areas.(ISTS subtest item)
Rocks formed in the past and preserved can be considered as the geological memory of planet Earth. The fact that some rocks have fossil records allows scientists to perform relative dating. Thus, it is possible to date the layers of rocks on the basis of the fossils that they contain, allowing the age of the rock to be related to the age of the fossil preserved in it.(CS subtest item)
2.2. Validation of the Instrument
2.3. Proceedings
2.4. Participants
2.5. Data Analysis Procedure
2.6. Instrument Scoring and Classification Criteria
3. Results and Discussion
3.1. Students’ Scientific Literacy Levels
3.2. Scientific Literacy Level According to the Variable Sex
3.3. Scientific Literacy Level According to the Variable Failure in the Subjects of Natural Sciences and Physical Chemistry
3.4. Scientific Literacy Level According to the Variable Liking for the Subjects of Natural Sciences and Physical Chemistry
3.5. Scientific Literacy Level According to the Course Option in Secondary Education
3.6. Scientific Literacy Level According to Socio-Economic Level of the Schools
3.7. Multiple Linear Regression Analysis
4. Conclusions
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Data Availability Statement
Conflicts of Interest
References
- Anderson, Lorin, David Krathwohl, Peter Airasian, Katheleen Cruikshank, Richard Mayer, Paul Pintrich, James Raths, and Merlin Wittrock. 2001. A Taxonomy for Learning, Teaching and Assessing: A Revison of Bloom’s Taxonomy of Educational Objectives. New York: Addison Wesley Longman. [Google Scholar]
- Azevedo, Joaquim. 2021. A qualidade da educação na perspetiva dos excluídos da escola. In (Re)pensar a Qualidade das Organizações Educativas: Olhares Sobre a Educação Básica, Secundária e Superior. Edited by Manuela Gonçalves, Dora Fonseca, António Neto-Mendes, Alexandre Ventura and Jorge Adelino Costa. Aveiro: UA Editora, pp. 27–50. [Google Scholar]
- Cavalcanti, Maria Mônica Pinheiro. 2009. A Relação Entre Motivação para Aprender, Percepção do Clima de Sala de aula Para Criatividade e Desempenho Escolar de Alunos do 5º ano do Ensino Fundamental. Dissertação de Mestrado, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil. Available online: https://repositorio.unb.br/handle/10482/4399 (accessed on 1 August 2022).
- Coppi, Marcelo Alves, and Clarilza Prado Sousa. 2019. Estudo da alfabetização científica dos alunos do 9º ano do ensino fundamental de um Colégio Particular se São Paulo. Debates Em Educação 11: 169–85. [Google Scholar] [CrossRef]
- Coppi, Marcelo Alves, Isabel Fialho, and Marília Cid. 2022. Evidências de validade baseadas no conteúdo de um instrumento de avaliação da literacia científica. Cadernos de Pesquisa 29: 99–127. Available online: https://periodicoseletronicos.ufma.br/index.php/cadernosdepesquisa/article/view/17211/11126 (accessed on 20 July 2022).
- Coppi, Marcelo, Isabel Fialho, and Marília Cid. 2023. Scientific literacy assessment instruments: A systematic literature review. Educação Em Revista 39: e37523. [Google Scholar] [CrossRef]
- Couto, Alcino Pinto, Patrícia Costa, and Maria Eugénia Ferrão. 2020. Territorial differences in student performance in Portugal: The role of family characteristics and school composition. Revista Portuguesa de Estudos Regionais 57: 89–103. [Google Scholar]
- DEB. 2001. Orientações Curriculares Para o 3° ciclo do Ensino Básico—Ciências Físicas e Naturais; Lisboa: Ministério da Educação.
- DeBoer, George. 2000. Scientific literacy: Another look at its historical and contemporary meanings and its relationship to science education reform. Journal of Research in Science Teaching 37: 582–601. [Google Scholar] [CrossRef]
- de Camargo, Andrea Norema Bianchi, Fabiana Dias Pilar, Marcus Eduardo Maciel Ribeiro, Mirian Fantinel, and Maurivan Güntzel Ramos. 2011. Alfabetização científica: A evolução ao longo da formação de licenciandos ingressantes, concluintes e de professores de química. Momento Diálogos Em Educação 20: 19–29. [Google Scholar]
- Despacho normativo n.º 1-F/2016 do Ministério da Educação. 2016. Diário da República, 2.ª série-N.º 66-5 de abril de 2016. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Noticias_Imagens/2016_dn_1f.pdf (accessed on 13 June 2023).
- DGE. 2018a. Aprendizagens Essenciais, Articulação com o Perfil dos Alunos—Ciências Naturais-7.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/ciencias_naturais_3c_7a_ff.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGE. 2018b. Aprendizagens Essenciais, Articulação com o Perfil dos Alunos—Ciências Naturais-8.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/ciencias_naturais_3c_8a_ff.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGE. 2018c. Aprendizagens Essenciais, Articulação com o Perfil dos Alunos—Ciências Naturais-9.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/ciencias_naturais_3c_9a_ff.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGE. 2018d. Aprendizagens Essenciais, Articulação com o Perfil dos Alunos—Físico-Química-7.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/fisico-quimica_3c_7a_ff.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGE. 2018e. Aprendizagens Essenciais, Articulação com o Perfil dos Alunos—Físico-Química-8.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/fisico-quimica_3c_8a_ff.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGE. 2018f. Aprendizagens Essenciais, Articulação Com o perfil dos Alunos—Físico-Química-9.° ano-3.° ciclo do Ensino Básico. Available online: http://www.dge.mec.pt/sites/default/files/Curriculo/Aprendizagens_Essenciais/3_ciclo/fisico-quimica_3c_9a.pdf (accessed on 4 March 2022).
- DGEEC. 2021. Resultados Escolares—Indicador de Equidade|Ensino Básico e Secundário—2019; Lisboa: DGEEC.
- DGEEC. 2022. Resultados Escolares: Sucesso e Equidade|Ensino Básico e Secundário; Lisboa: DGEEC.
- DGEEC. 2023. Resultados Escolares: Sucesso e Equidade|Ensino Básico e Secundário; Lisboa: DGEEC.
- Duarte, Alexandra, Alexandra Nunes, Joana Tavares, Madalena Mota, and Tânia Venâncio. 2020. TIMSS 2019—Portugal. Resultados a matemática e a ciências—8.° ano—Volume 2. Lisboa: IAVE. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ebel, Robert, and David Frisbie. 1991. Essentials of Educational Measurement, 5th ed. Englewood Cliffs: Prentice Hail International, Inc. [Google Scholar]
- Fernandes, Luana de Mendonça, Vanessa Barbosa Romera Leme, Luciana Carla dos Santos Elias, and Adriana Benevides Soares. 2018. Preditores do desempenho escolar ao final do ensino fundamental: Histórico de reprovação, habilidades sociais e apoio social. Temas Em Psicologia 26: 215–28. [Google Scholar] [CrossRef]
- Galvão, Cecília, Sofia Freire, Cláudia Faria, and Mónica Baptista. 2017. Avaliação do Currículo das Ciências Físicas e Naturais: Percursos e Interpretações. Lisboa: Instituto de Educação da Universidade de Lisboa. [Google Scholar]
- Ghiglione, Rodolphe, and Benjamin Matalon. 1992. O Inquérito. Teoria e Prática. Oeiras: Celta Editora. [Google Scholar]
- Hill, Manuela Magalhães, and Andrew Hill. 2005. Investigação por questionário. Lisboa: Edições Sílabo. [Google Scholar]
- Jaloto, Alexandre, and Ricardo Primi. 2021. Fatores socioeconômicos associados ao desempenho no Enem. Em Aberto 34: 125–41. Available online: http://www.emaberto.inep.gov.br/ojs3/index.php/emaberto/article/view/5002 (accessed on 24 August 2022).
- Jimerson, Shane, and Phillip Ferguson. 2007. A longitudinal study of grade retention: Academic and behavioural outcomes of retained students. School Psychology Quarterly 14: 314–39. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jufri, Abdul Wahab, Alifman Hakim, and Agus Ramdani. 2019. Instrument development in measuring the scientific literacy integrated character level of junior high school students instrument development in measuring the scientific literacy integrated character level of junior high school students. International Seminar on Science Education 1233: 012100. [Google Scholar] [CrossRef]
- Koedsri, Anusorn, and Sungworn Ngudgratoke. 2018. Diagnostic assessment of scientific literacy of lower secondary school students using g-dina model. Paper presented at the Re-Thinking Teacher Professional Education: Using Research Findings for Better Learning—61st World Assembly ICET 2017, Brno, Czechia, June 28–30; pp. 268–73. [Google Scholar]
- Kpolovie, Peter James, Andy Igho Joe, and Tracy Okoto. 2014. Academic achievement prediction: Role of interest in learning and attitude towards school. International Journal of Humanities, Social Science and Education 1: 73–100. [Google Scholar]
- Laugksch, Rüdiger, and Peter Spargo. 1996. Construction of a paper-and-pencil test of basic scientific literacy based on selected literacy goals recommended by the american association for the advancement of science. Public Understanding of Science 5: 331–59. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lourenço, Vanda, Alexandra Duarte, Alexandra Nunes, Ana Amaral, Conceição Gonçalves, Madalena Mota, and Rosário Mendes. 2019. PISA 2018—Ortugal. Relatório Nacional. 156. Available online: http://www.pnl2027.gov.pt/np4/file/1205/RELATORIO_NACIONAL_PISA2018_IAVE.pdf (accessed on 26 July 2021).
- Marôco, João, Conceição Gonçalves, Vanda Lourenço, and Rosário Mendes. 2016. PISA 2015—Portugal. Volume I: Literacia Científica, Literacia de Leitura & Literacia Matemática. Lisboa: IAVE. [Google Scholar]
- Martins, Guilherme d’Oliveira, Carlos Alberto Sousa Gomes, Joana Maria Leitão Brocardo, José Vítor Pedroso, José León Acosta Carrilho, Luísa Maria Ucha Silva, Maria Manuela Guerreiro Alves da Encarnação, Maria João do Vale Costa Horta, Maria Teresa Carmo Soares Calçada, Rui Fernando Vieira Nery, and et al. 2017. Perfil dos Alunos à Saída da Escolaridade Obrigatória; Lisboa: Ministério da Educação e Ciência—DGE.
- Melo, Rafael Oliveira, Anne Caroline de Freitas, Eduardo de Rezende Francisco, and Marcelo Tadeu Motokane. 2021. Impacto das variáveis socioeconômicas no desempenho do Enem: Uma análise espacial e sociológica. Revista de Administração Pública 55: 1271–94. [Google Scholar] [CrossRef]
- Miller, Jon. 1983. Scientific literacy: A conceptual and empirical review. Daedalus 112: 29–48. [Google Scholar]
- Ministério da Educação e Ciência. 2022. Estatísticas do Ensino Básico e Secundário. Available online: https://infoescolas.medu.pt/bds.asp (accessed on 13 June 2023).
- Moreira, Isabel, Inês Santos, and Joseph Conboy. 2010. A retenção académica e performance a ciências em Portugal evidenciadas no PISA 2006. Available online: https://repositorio.ul.pt/bitstream/10451/7782/1/MoreiraSantosConboy2010.pdf (accessed on 30 May 2023).
- Nascimento-Schulze, Clélia Maria, Brígido Camargo, and João Wachelke. 2006. Alfabetização científica e representações sociais de estudantes de ensino médio sobre ciência e tecnologia. Arquivos Brasileiros de Psicologia 58: 24–37. [Google Scholar]
- Noronha, Ana Paula Porto, and Rodolfo Augusto Matteo Ambiel. 2009. Relações entre desempenho escolar e interesses profissionais de estudantes do ensino médio—Desempenho escolar e interesses profissionais. Psychologica 50: 277–94. [Google Scholar] [CrossRef]
- Odegaard, Marianne, Berit Haug, Sonja Mork, and Gard Ove Sorvik. 2015. Budding science and literacy. A classroom video study of the challenges and support in an integrated inquiry and literacy teaching model. Procedia Social and Behavioral Sciences 167: 274–78. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- OECD. 2017. PISA 2015—Assessment and Analytical Framework: Science, Reading, Mathematic, Financial Literacy and Collaborative Problem Solving. Paris: OECD Publications. [Google Scholar]
- Oliveira, Carmem Fruhauf. 2021. Práticas Pedagógicas e Desempenho Escolar no Brasil. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil. Available online: https://poseconomia.ufv.br/wp-content/uploads/2022/02/texto-completo-Carmem.pdf (accessed on 15 October 2022).
- Oliveira, Will Fadul Alencar, and Maria Clara Silva-Forsberg. 2012. Níveis de alfabetização científica de estudantes da última série do ensino fundamental. Atas Do VIII Encontro Nacional de Pesquisa Em Educação Em Ciências—VIII ENPEC, 00–11. Available online: http://www.nutes.ufrj.br/abrapec/viiienpec/resumos/R0671-1.pdf (accessed on 26 April 2021).
- Özdem, Yasemin, Pınar Çavaş, Bülent Çavaş, Jale Çakıroğlu, and Hamide Ertepınar. 2010. An investigation of elementary students’ scientific literacy levels. Journal of Baltic Science Education 9: 6–19. [Google Scholar]
- Pasquali, Luiz. 2009. Psicometria Teoria dos Testes na Psicologia e na Educação, 4th ed. Petrópolis: Vozes. [Google Scholar]
- Pereira, Leonor Rebelo. 2019. Instrução, empenho e desempenho dos alunos em ciências. Dissertação de Mestrado, Universidade do Minho, Braga, Portugal. Available online: https://repositorium.sdum.uminho.pt/handle/1822/62315 (accessed on 12 June 2023).
- Pinto, Andreia Alexandra da Silva. 2021. A Influência das Condições Socioeconómicas das Famílias na Aprendizagem dos/as Alunos/as—Estudo de caso. Dissertação de mestrado, Politécnico de Coimbra, Coimbra, Portugal. Available online: https://comum.rcaap.pt/handle/10400.26/36549 (accessed on 24 August 2022).
- Pinto, Joaquim, Teresa Neto, and Jaime Carvalho e Silva. 2019. Fatores influenciadores do desempenho de estudantes portugueses, singapurenses, holandeses, espanhóis e brasileiros em literacia matemática no PISA: Revisão Integrativa. Revista de Estudios y Experiencias En Educación 18: 41–60. [Google Scholar] [CrossRef]
- Rachmatullah, Arif, Sariwulan Diana, and Nuryani Rustaman. 2016. Profile of middle school students on scientific literacy achievements by using scientific literacy assessments (SLA). AIP Conference Proceedings 1708: 1–5. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Rebelo, José. 2009. Efeitos da retenção escolar, segundo os estudos científicos, e orientações para uma intervenção eficaz: Uma revisão. Revista Portuguesa de Pedagogia 43: 27–52. [Google Scholar] [CrossRef]
- Saraiva, Leonor. 2017. A aprendizagem das ciências em Portugal: Uma leitura a partir dos resultados do TIMSS e do PISA. Mediações 5: 4–18. [Google Scholar]
- Savvides, Nicola, Sandrina Milhano, Catarina Mangas, Carla Freire, and Sara Lopes. 2021. ‘Failures’ in a failing education system: Comparing structural and institutional risk factors to early leaving in England and Portugal. Journal of Education and Work 34: 789–809. [Google Scholar] [CrossRef]
- Silva, Rauã Bezerra, Jerônimo Ferreira Mendes, Thainá Maria da Silva Carvalho, and Sanderson Hudson da Silva Malta. 2018. O gostar do aluno e sua dificuldade em química. In Anais Do Anais Do V Congresso Nacional de Educação—CONEDU. Campina Grande: Realize Eventos Científicos & Editora. [Google Scholar]
- Soobard, Regina, and Miia Rannikmäe. 2011. Assessing student’s level of scientific literacy using interdisciplinary scenarios. Science Education International 22: 133–44. Available online: https://eric.ed.gov/?id=EJ941672 (accessed on 26 April 2021).
- Sudbrack, Edite Maria, and Dora Maria Ramos Fonseca. 2021. A avaliação em larga escala no bojo da regulação supranacional. In (Re)pensar a Qualidade das Organizações Educativas: Olhares Sobre a Educação Básica, Secundária e Superior. Edited by Manuela Gonçalves, Dora Fonseca, António Neto-Mendes, Alexandre Ventura and Jorge Adelino Costa. Aveiro: UA Editora, pp. 149–69. [Google Scholar]
- Vizzotto, Patrick Alves, and José Cláudio Del Pino. 2020. Medida del nivel de alfabetización científica en alumnos recién ingresados y del último año de los cursos de física. Revista de Ensañnza de La Física 32: 21–30. [Google Scholar]
- Vizzotto, Patrick Alves, Liane Sera Rosa, Valesca de Matos Duarte, and Luiz Fernando Mackedanz. 2020. O uso do Teste de Alfabetização Científica Básica em estudantes do ensino fundamental: Análise da confiabilidade de medida nesse grupo. Research, Society and Development 9: e79932447. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Wang, Jingying, and Ying Zhao. 2016. Comparativeresearch on the understandings of nature of science and scientific inquiry between science teachers from Shanghai and Chicago. Journal of Baltic Science Education 15: 97–108. [Google Scholar] [CrossRef]
- World Economic Forum. 2015. New Vision for Education—Unlocking the Potential of Technology. Geneva: World Economic Forum. [Google Scholar]
- Yacoubian, Hagop. 2018. Scientific literacy for democratic decision-making. International Journal of Science Education 40: 308–27. [Google Scholar] [CrossRef]
Subtest | Number of Items |
---|---|
NS | 06 |
ISTS | 06 |
CS | 22 |
Levels | Percentage | NS | ISTS | CS |
---|---|---|---|---|
1—Very low | <20% | ≤1 | ≤1 | ≤4 |
2—Low | 20 to 49% | 2 | 2 | 5 to 10 |
3—Moderate | 50 to 69% | 3 to 4 | 3 to 4 | 11 to 15 |
4—High | 70 to 89% | 5 | 5 | 16 to 19 |
5—Very high | ≥90% | 6 | 6 | ≥20 |
Levels | Average of the Subtest Levels |
---|---|
Very low | <1.00 |
Low | 1.00 to 2.49 |
Moderate | 2.50 to 3.49 |
High | 3.50 to 4.49 |
Very high | ≥4.50 |
Variable | Scientifically Literate Students | Non-Scientifically Literate Students | |||
---|---|---|---|---|---|
n | % | n | % | ||
Sex | Male | 169 | 33% | 90 | 17% |
Female | 162 | 31% | 95 | 19% | |
Liking for the subject of natural sciences | I do not like it | 7 | 1% | 10 | 2% |
I do not like it very much | 43 | 8% | 27 | 5% | |
I like it | 155 | 30% | 107 | 21% | |
I like it a lot | 74 | 14% | 27 | 5% | |
I adore it | 52 | 10% | 14 | 3% | |
Liking for the subject of physical chemistry | I do not like it | 22 | 4% | 29 | 6% |
I do not like it very much | 65 | 13% | 47 | 9% | |
I like it | 145 | 28% | 79 | 15% | |
I like it a lot | 70 | 14% | 20 | 4% | |
I adore it | 29 | 6% | 10 | 2% | |
Failure in the subject of natural sciences | Yes | 18 | 3% | 14 | 3% |
No | 313 | 61% | 171 | 33% | |
Failure in the subject of physical chemistry | Yes | 27 | 5% | 24 | 5% |
No | 304 | 59% | 161 | 31% | |
Course option in secondary education | Science and technology | 138 | 27% | 33 | 7% |
Socio-economic sciences | 37 | 7% | 21 | 4% | |
Languages and humanities | 52 | 10% | 35 | 7% | |
Visual arts | 25 | 5% | 23 | 4% | |
Professional courses | 74 | 14% | 78 | 15% | |
Socio-economic level of the schools | Unfavourable | 84 | 16% | 53 | 10% |
Intermediate | 168 | 33% | 104 | 20% | |
Favourable | 79 | 15% | 28 | 5% |
Disclaimer/Publisher’s Note: The statements, opinions and data contained in all publications are solely those of the individual author(s) and contributor(s) and not of MDPI and/or the editor(s). MDPI and/or the editor(s) disclaim responsibility for any injury to people or property resulting from any ideas, methods, instructions or products referred to in the content. |
© 2023 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Coppi, M.; Fialho, I.; Cid, M. Assessing Portuguese Elementary School Students’ Scientific Literacy: Application of the ALCE Instrument. Soc. Sci. 2023, 12, 374. https://doi.org/10.3390/socsci12070374
Coppi M, Fialho I, Cid M. Assessing Portuguese Elementary School Students’ Scientific Literacy: Application of the ALCE Instrument. Social Sciences. 2023; 12(7):374. https://doi.org/10.3390/socsci12070374
Chicago/Turabian StyleCoppi, Marcelo, Isabel Fialho, and Marília Cid. 2023. "Assessing Portuguese Elementary School Students’ Scientific Literacy: Application of the ALCE Instrument" Social Sciences 12, no. 7: 374. https://doi.org/10.3390/socsci12070374
APA StyleCoppi, M., Fialho, I., & Cid, M. (2023). Assessing Portuguese Elementary School Students’ Scientific Literacy: Application of the ALCE Instrument. Social Sciences, 12(7), 374. https://doi.org/10.3390/socsci12070374