Este estudo compara o Letramento Científico dos estudantes brasileiros e japoneses, com base nos resultados do PISA e procura responder às seguintes as questões de pesquisa: a) Há diferenças de competência cognitiva em Ciências entre os alunos brasileiros e dos outros países, sobretudo os do Japão no PISA?; b) Existem itens do PISA 2006 que apresentam comportamento diferencial, tendo o Brasil como referência?; e c) É possível, a partir dos dados do PISA e da adoção complementar de uma abordagem qualitativa, identificar diferentes ênfases curriculares e/ou práticas pedagógicas no Ensino de Ciências de Brasil e Japão que contribuam para a compreensão das diferenças de desempenho entre seus estudantes? Para responder a primeira questão, comparamos os resultados do Brasil e do Japão nas edições 2006 e 2015 do PISA, em que o foco foi Ciências. O Brasil se mostra em situação de desvantagem em relação a quase todos os países que participaram do Programa, o que é em parte explicado pela repetência. Na escala de desempenho, o Brasil permanece no nível 1 e o Japão, no nível 3 em2006, passou para o nível 4 em 2015. Para responder à segunda questão, utilizamos a análise de Differential Item Functioning (DIF) nos itens da prova de Ciências de 2006 e concluímos que há grande presença de DIF nesses itens comparativamente entre o Brasil e o Japão. Apesar de não serem capazes de comprometer o processo avaliativo privilegiando um grupo em detrimento do outro, esses itens sugerem diferentes ênfases curriculares em Ciências. Levando em conta essa hipótese e para responder à terceira questão adotamos uma abordagem qualitativa, com observação do uso do tempo das aulas; registro das ênfases curriculares e da ocorrência de atividades relacionadas à interação, investigação, experimentação e aplicação na perspectiva dos alunos, professores e da observação; e entrevistas com especialistas e gestores. Os resultados mostraram que mais de 20 por cento do tempo oficial de aula observados no Brasil são desperdiçados com questões outras que não o ensino efetivo de Ciências; 10 vezes mais que no Japão. No Brasil, há ênfase curricular mais acentuada nas Ciências Naturais e Biológicas. O currículo é distribuído mais homogeneamente no Japão e é seccionado no Brasil. Segundo os estudantes japoneses, não são freqüentes as atividades de interação, investigação, experimentação e aplicação. As atividades mais recorrentes observadas e percebidas pelos professores japoneses são as de experimentação e interação; no Brasil, as de interação e aplicação. Entrevistas realizadas com especialistas em Ensino de Ciências e gestoras do PISA, no Brasil e no Japão, mostraram que o sucesso do Japão nessa avaliação é associado à existência de um currículo nacional comum e à formação continuada de professores em serviço, bem como às reformas do sistema educacional japonês suscitadas pelos resultados do PISA. O baixo desempenho dos estudantes brasileiros no PISA estaria, por sua vez, relacionado com o despreparo dos estudantes, com a falta de familiaridade destes com o teste, com a deficiente formação dos professores e com o limitado uso das evidências produzidas pelas avaliações em larga escala.