"Velike ideje znanosti" je skup međusektorskog znanstvenih koncepata koji opisuju svijet oko nas i omogućuje nam da začnemo vezu između različitih prirodnih fenomena. Velike ideje nastoje pomoći polaznicima razumjeti vezu između različitih domena predmeta, kao i između ispitanika koji su podučavani u školi i njihovog "stvarnog života" iskustva. U go-lab dijeljenje platforma, online Labs i upita učenja prostori (ILSs) su klasificirani prema osam velike ideje znanosti predstavljen u nastavku.
Transformacija energije
Energija se ne može stvoriti ni uništiti. Može se transformirati samo iz jednog oblika u drugi. Transformacija energije može dovesti do promjene u državi ili pokretu. Energija se također može pretvoriti u masu i obrnuto.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Kada se energija transformira iz jednog oblika u drugi, njegov ukupan iznos ostaje podjednak. Prijenos energije iz jednog tijela (ili sustava) na drugu ili promjenu u obliku može uzrokovati promjenu u stanju ili pokretu. Količina energije prenesena ili transformirana tijekom pokreta zove se rad.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Energija je ono što čini svaku promjenu mogućim u cijelom svemiru. Energija može imati mnogo lica (obrazaca) i može se prenijeti iz jednog tijela ili sustava u drugi. Međutim, njegov ukupan iznos ostaje podjednak. Ne može se stvoriti ili uništiti.
Razbijanje energije velike ideje znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Oblici, očuvanje energetike i prijenosa energije Energija se može prenijeti s objekta na drugi ili u okoliš kada sila djeluje na njega. Međutim, ukupna količina energije uvijek ostaje ista. Dva glavna oblika energije su potencijalna energetska i kinetička energija, dok su dva oblika "energije u tranzitu" (ili vrsta postupka prijenosa) toplina i rad. |
|
|
Energija i sile Objekti mogu komunicirati s udaljenosti ili kada su u kontaktu, kroz temeljne interakcije. Kada se pojave te interakcije, energija se prenosi ili transformira. Ovisno o djelujući snazi, imamo različite oblike energije. |
|
|
Energija u kemijskim reakcijama Energija je potrebna da bi se dogodila kemijska reakcija. Kada se aktivira kemijska reakcija, energija se transformira. Svi živi organizmi pretvaraju energiju iz jednog oblika u drugi kako bi mogli napuniti svoje aktivnosti. |
Evolucija i biološka raznolikost
Evolucija je osnova za jedinstvo života i bioraznolikost organizama (života i izumrle). Organizmi prolaze genetski podaci iz jedne generacije na drugu.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Svi organizmi evoluirali su od zajedničkog pretka. Kroz mutacije DNA, nove osobine mogu se pojaviti u organizmima. Organizmi koji su najbolje prilagođeni njihovom okruženju prežive i prolaze svoje osobine svojim potomcima.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Organizmi se mijenjaju generacijama i razvijaju osobine i vještine koje im pomažu da prežive. Svi genetski podaci o organizmu su pohranjeni u DNK, koji se nalazi u jezgri svake ćelije. DNK je odgovoran za prenošenje genetskih informacija iz jedne generacije u drugu (nasljedstvo).
Razbijanje razvoja evolucije i bioraznolikosti velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Prirodna selekcija i Darwinska teorija Organizmi koji su najbolji prilagođeni njihovoj okolini prežive i ostavljaju veći broj potomaka od onih koji su manje prilagođeni. Osobine koje dozvoljavaju organizmi da prežive sačuvane su kroz mehanizam prirodnog selekcije. |
|
|
Biološke raznolikosti Svi organizmi su evoluirali od jednog predaka. Postoji velika varijabilnost između organizama, što je rezultat mutacija koje se javljaju u DNK. Najbolji prilagođeni organizmi za određeno okruženje biraju se prirodnim odabirom. |
Temeljne sile
Postoje četiri temeljne interakcije/sile u prirodi: gravitacija, elektromagnetizam, snažne nuklearne i slabe nuklearne snage. Svi fenomeni su zbog prisutnosti jedne ili više tih interakcija. Sile djeluju na predmete i mogu djelovati na daljinu kroz odgovarajuće fizičko polje, uzrokujući promjenu u pokretu ili u stanju materije.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Gravitacija i elektromagnetizam su dvije sile čiji su nam efekti najočigledniji. Ove dvije sile su odgovorne za većinu pokreta u svemiru. Prijedlog objekta ovisi o tome kako sila djeluje na njega.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Kada sila djeluje na objekt može promijeniti svoj oblik ili stanje pokreta. Ne možemo vidjeti snage, ali ih možemo razumjeti po njihovim učincima. Objekt može imati učinak na drugi kroz silu, bilo da je u dodiru s njom ili s daljine. Postoji ograničen broj snaga u našem svemiru.
Razbijanje temeljnih snaga velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Vrste interakcija Postoje samo četiri oblika interakcije: gravitacija, elektromagnetizam, snažna nuklearna interakcija i slaba nuklearna interakcija. Svaki pokret ili promjena država je zbog jedne ili više tih interakcija. Učinci tih interakcija može se promatrati u svim ljestvicama svemira. |
|
|
Sile i pokreti Kada sila (ili više) djeluje na objekt, objekt će ili promijeniti svoje kinetičko stanje ili oblik. Ovisno o veličini i smjeru ukupne sile, objekt može obavljati različite vrste pokreta. Za predmete s brzinama mnogo manjim od brzine svjetlosti, način na koji sile djeluju na objekte opisuju Newtonovim zakonima. Za predmete s brzinama blizu brzine svjetlosti, način na koji sile djeluju na predmete opisan je u Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti. |
Kvantna
Na vrlo malim ljestvama, naš svijet je podvrgnut zakonima kvantne mehanike. Sve materije i radijacija pokazuju i valove i čestice. Ne možemo istovremeno znati poziciju i zamah čestica.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Svjetlo (elektromagnetsko zračenje) ponaša kao val, ali to također može ponašati kao potok čestica nosi pakete energije zove Quanta. Na malim skali, čestice također mogu djelovati kao kvantni valovi.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Kvantna mehanika studira ono što se događa unutar atoma. Materija u mikrokozama ponaša se drugačije nego u makrokomiji.
Raskidanja kvantne velike ideje znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Svojstva subatomskih čestica Subatomske čestice ponašaju se drugačije od materije u makrokomiji. U tim skali, čestice pokazuju i čestica i val svojstva (val-čestica dualnost). Oni su također podvrgnuti načelu nesigurnosti, u kojem se navodi da se njihov položaj i zamah, ne mogu točno mjeriti istovremeno. Interakcije subatomskih čestica mogu uzrokovati transformaciju materije u energiju i obratno emitiranjem ili apsorbiranjem specifične Quanta (minimalni iznos) energije. |
|
|
Fenomeni i primjene Quantum fenomeni nastaju zbog interakcija subatomskih čestica prema njihovim kvantnim svojstvima i poštuju zakone kvantne mehanike. Neki od tih fenomena se koriste u modernim aplikacijama kao što je skeniranje tuneliranja mikroskopom i kvantnom računalstvu. |
Ćelije i oblici života
Stanice su temeljna jedinica života. Oni zahtijevaju opskrbu energijom i materijalima. Svi oblici života na našem planetu temelje se na zajedničkoj ključnoj komponenti.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Stanica je osnovna strukturna i funkcionalna jedinica života. Može reproducirati, disati, razviti i proizvesti varijaciju proizvoda. Biljke i životinje su izrađene od stanica koje tvore organe i sustave. Stanice zahtijevaju energiju koju nađu kroz preradu organske i/ili anorganske materije.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Svaki živi organizam je napravljen od stanica. Postoje mnoge vrste stanica koje imaju različite svrhe.
Razbijanje stanica i životne forme velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Struktura i funkcija stanica Stanice su osnovna jedinica života. Oni mogu biti eukaryotic, koji sadrži organele i jezgru gdje se pohranjuje genetski materijal, ili prokaryotic koji sadrži DNK, proteine i metabolite sve zajedno u citoplazmi. Stanice imaju metabolizam i mogu transportirati tvari kao što su proteini i lipidi iznutra ili izvan ćelije. Svaka ćelija se može razviti kako bi imala određenu funkciju u organizmu. Dok su neke stanice programirane za izgradnju i popravak tkiva i organa, drugi mogu imati ulogu u zaštiti od bolesti, među mnogim drugim funkcijama. |
|
|
Rast i razvoj organizama Organizmi mogu biti jednosmjerni ili multicelularni. Dok su jednostanična organizama izrađena od samo jedne stanice, multicelularni organizmi su složeniji i sastoje se od nekoliko stanica koje formiraju organe i organske sustave. Ovi organizmi rastu kroz množenje i specijalizaciju tih stanica. Mikroorganizmi su obično jednojezni. Neki od njih su paraziti i mogu uzrokovati bolesti drugim organizmima. |
Naš univerzum
Zemlja je vrlo mali dio svemira. Svemir se sastoji od milijarde galaksija, od kojih svaka sadrži milijarde zvijezda (sunca) i drugih nebeskih objekata. Zemlja je mali dio sunčevog sustava sa suncem u svom centru, što je zauzvrat vrlo mali dio svemira.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Sunce je zvijezda našeg sunčevog sustava, a to je oko 110 puta veće u promjeru od zemlje. Najbliža zvijezda sunca je malo više od 4 svjetlosne godine daleko. Naša galaksija ima milijarde zvijezda, neke manje i neke veće od našeg sunca. Postoje milijarde galaksija u našem svemiru koje osim zvijezda, uključuju i mnoge druge vrste objekata.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Zemlja i drugi planeti orbitiraju oko sunca. Sunce je zvijezda našeg sunčevog sustava i oko 100 puta veće od zemlje. Postoje milijarde zvijezda poput našeg sunca u svemiru.
Razbijanje dolje našeg svemira velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Zemlja i solarni sustav Zemlja je mali dio našeg Sunčevog sistema. Sunce je u središtu našeg sunčevog sustava; planete, asteroide i kometa orbitiraju oko sunca. Neki planeti imaju mjesece koji kruže oko njih. Sunce je oko 110 puta veće u promjeru od zemlje. |
|
|
Zemljino mjesto u svemiru, nebeske predmete Naš solarni sustav je vrlo mali dio naše galaksije, koji je zauzvrat vrlo mali dio svemira. Zvijezde, planeti, asteroidi i mjeseci nisu jedini predmeti u svemiru. Nebulas, crne rupe, neutroni zvijezde, bijele i smeđe zvijezde također se nalaze u svemiru. |
|
|
Povijest našeg svemira Naš univerzum je rođen prije 13.800.000.000 godina. Proširio se iz stanja vrlo visoke gustoće i vrlo visoke temperature. Ovo "ekspanzija" se zove veliki prasak. Od tada, naš univerzum se nastavio širiti. |
Planeta Zemlja
Zemlja je sustav sustava koji utječe i utječe na život na planeti. Procesi koji se javljaju unutar ovog sustava utječu na evoluciju našeg planeta i oblikuju njegovu klimu i površinu. Solarni sustav također utječe na zemlju i život na planeti.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Zemlja se uvijek mijenja zbog stalnog protoka energije i zračenja od sunca, kao i nepromjenjivim procesima na zemlji. Svi živi organizmi utječu na zemlju i na njih utječe.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Naša zemlja, njegova klima i površina su pod utjecajem prirodnih fenomena i svih živih organizama. Svi živi organizmi su pogođeni svime što se događa na našoj planeti.
Razbijanje planete Zemlje velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Ekosustava Ekosustavi uključuju organizme, abiotske čimbenike i odnose koji se razvijaju između njih. Energija se prenosi iz jednog organizma u drugi kroz hranu i tvar se reciklira da bi se ponovno koristila u prehrambenim lancima. |
|
|
Zemljani materijali i struktura Na sve žive organizme utječu Zemljina površina, materijali i prirodni resursi. Nema života bez vode. Njegova unutarnja struktura, kretanje tektonske ploče i velike interakcije sustava odrediti život i sakriti prirodne opasnosti za organizme. |
|
|
Zemljina klima Zemlja je klima ovisi o utjecaju sunca, ali su također pogođeni ljudi. Ovih dana svi živi organizmi doživljavaju globalnu klimatsku promjenu koja ima višestruke posljedice na organizme. |
Struktura materije
Sva materija u svemiru je napravljena od vrlo malih čestica. Oni su u stalnom pokretu i u konstantnom interakciju jedni s drugima. Elementarne čestice tvore atoma i atoma formiraju molekule. Postoji konačan broj vrsta atoma u svemiru koji su elementi u periodičnom tablici.
Verzija za dobi od 12 do 15 godina
Postoji konačan broj elemenata i svi su prikazani u periodičnom tablici. Atoma i molekule tvore nove obveznice kroz kemijske reakcije. Molekule koje se temelje na ugljiku su temeljne za život i oni se nazivaju organske molekule.
Verzija za dobi od 9 do 12 godina
Sve materije u svemiru je napravljeno od istih elementarnih čestica nazvanih kvarkovi i elektroni. Kvarkovi čine protone i neutrone. Protoni, neutroni i elektroni kombiniraju na različite načine i oni čine različite atoma (elementi). Atomi čine molekule. Sva materija je u stalnom pokretu i ovisno o intenzitetu pokreta može se naći u tri različita stanja: Solid, tekućina ili plina.
Razbijanje dolje strukture materije velika ideja znanosti
| Srednje ideje znanosti | Male ideje o znanosti |
|---|---|
|
Struktura, svojstva i funkcija elemenata (Periodni stol) Postoji konačan broj elemenata u svemiru, i svi su napravljeni od kvarkova i elektrona. Broj kvarkova i elektrona definira ponašanje svakog elementa. |
|
|
Struktura i svojstva materije Atomi djeluju kroz elektromagnetsku silu i stvaraju molekule. Molekule mogu uključivati atoma istih ili različitih elemenata. Svaka vrsta molekule ima svoja svojstva koja također definiraju kako reagira s drugim molekulama. Uporaba i uloga svake vrste molekula u prirodi temelji se na njegovim svojstvima. |
|
|
Kemijske reakcije Kemijske reakcije su procesi kroz koje atoma i/ili molekule interakciju i kombiniraju. Postoje različite vrste kemijskih reakcija, ali oni su uglavnom kategorizirani ovisno o tome je li sustav oslobađa ili apsorbira energiju. |
|
|
Nuklearni procesi Nuklearni procesi mogu promijeniti jezgru, a time i strukturu atoma. Nuklearni proces može osloboditi ogromne količine energije. |
