Quantum Literacy and the Chilean National Curriculum
Identifying Educational Gaps in 21st-Century Science Education
Keywords:
Quantum literacy, Science curriculum, Physics education, Quantum technologies, Teacher educationAbstract
This study analyzes the Chilean national science curriculum from 5th grade to 12th grade, aiming to identify how the learning objectives contribute to the development of quantum literacy in secondary education. Using a qualitative, descriptive, and analytical approach, the National Curriculum Framework and Teacher’s Digital Guides (2015–2024) were examined, complemented by national and international reports on quantum technologies. Based on these documents, two instruments were developed: a curricular analysis table, which relates school content to the components of quantum literacy, and a Quantum Dictionary, which systematizes fundamental concepts of quantum physics and its technological applications. The results show that although the Chilean curriculum progressively addresses notions of modern physics—atoms, energy, light, waves, and particles—the explicit presence of quantum principles is minimal and limited to upper secondary levels. It is concluded that the national education system provides initial scientific foundations but remains insufficient to promote robust quantum literacy. The study proposes strengthening teacher education, incorporating innovative didactic strategies, and fostering collaboration between the school system and the national quantum ecosystem.
References
Albarrán, F., Assmann, P., Delgado, A., Goyeneche, D., Hermann Avigliano, C., Torres, S.,Torres, C., & Walborn, S. (2024). Recomendaciones y desafíos para el fortalecimiento del ecosistema cuántico en Chile (No. 1). Comisión asesora en Tecnologías Cuánticas, Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación.
Calderón Valdés, P., & Pavez Aedo, L. (2024). Guía Digital del Docente: Ciencias Naturales 6° Básico, Tomo 2. Ministerio de Educación de Chile.
Centro de Perfeccionamiento, Experimentación e Investigaciones Pedagógicas (CPEIP). (2022). Estándares de la profesión docente: Marco para la buena enseñanza. Ministerio de Educación de Chile.
Flores Prado, M., Cataldo Lagos, F., Romero López, C., & Galdames Pêndola, D. (2024). Guía Digital del Docente: Ciencias Naturales 7° Básico, Tomo 1. Ministerio de Educación de Chile
Fundación General CSIC. (2025). De bits a cúbits: radiografía de la innovación cuántica. Unidad de Vigilancia Estratégica, Red de Entidades de Enlace de la Comunidad de Madrid. Fundación General CSIC.
Guerrero, G. R., & Torres-Olave, B. (2022). Scientific literacy and agency within the Chilean science curriculum: A critical discourse analysis. Science Education, 106(6), 1312– 1336. https://doi.org/10.1002/sce.21740
Haron, S., & Halim, L. (2023). Teaching quantum physics at secondary schools: A systematic literature review. International Journal of Academic Research in Progressive Education and Development, 12(3). https://doi.org/10.6007/ijarped/v12-i3/19308
Kelly, A. M. (2024). Quantum information science and technology professional development for secondary science, technology, engineering, and mathematics teacher . Physical Review Physics Education Research, 20(2), 020154. https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.20.020154
Martínez, S. F. (2007). Ciencia, tecnología y democracia. Tópicos, Revista de Filosofía, 32(1), 53–90. https://doi.org/10.21555/top.v32i1.171
Ministerio de Educación de Chile. (2015). Bases curriculares para tercero y cuarto medio. Unidad de Currículum y Evaluación. https://www.curriculumnacional.cl
Ministerio de Educación. (2021). Programa de Estudio de Formación Diferenciada: Física, 3° y 4° medio. Unidad de Currículum y Evaluación.
Ministerio de Educación. (2023). Visualización de los OA priorizados en los textos escolares 2023: Ciencias Naturales y Ciencias para la Ciudadanía. Unidad de Currículum y Evaluación.
Molina Millán, C., & Pavez Aedo, L. (2024). Guía Digital del Docente: Ciencias Naturales 5° Básico, Tomo 2. Ministerio de Educación de Chile.
Morales Aedo, K. E. (2024). Guía digital del docente: Ciencias Naturales 8° Básico, Tomo 2. Ministerio de Educación de Chile.
Nita, L., Mazzoli Smith, L., Chancellor, N., & Cramman, H. (2023). The challenge and opportunities of quantum literacy for future education and transdisciplinary problemsolving. Research in Science & Technological Education, 41(2), 564–580. https://doi.org/10.1080/02635143.2021.1920905
Poblete Uribe, J. R. (2024). Ciencias para la Ciudadanía: Guía digital del docente Tomo 2. Ministerio de Educación de Chile.
Poblete Uribe, J. R. (2024). Guía Digital del Docente de Física 1° y 2° medio: Tomo 1. Ministerio de Educación de Chile.
Torres, J. L., & Mosquera, C. (2022). Enseñanza de la física moderna y formación ciudadana: Desafíos pedagógicos y sociales. Revista Latinoamericana de Educación en Ciencias, 12(2), 77–95.
Torres, E. A., & Mosquera, J. A. (2022). Aportes de la educación STEAM a la enseñanza de las ciencias; una revisión documental entre 2018 y 2021. Revista Latinoamericana de Educación Científica, Crítica y Emancipadora, 1(1), 49-61. Recuperado de https://revistaladecin.com/index.php/LadECiN/article/view/40/2
Ubben, M. S., Zell, E., & Janvier, J. (2023). Quantum science in a nutshell: Fostering students’ functional understanding of models. Frontiers in Education, 8, 1192708. https://doi.org/10.3389/feduc.2023.1192708
United Nations General Assembly. (2024, 7 de junio). International Year of Quantum Science and Technology, 2025 (A/RES/78/287). United Nations. https://digitallibrary.un.org/record/4050147
