"Wielkie idee nauki" to zbiór przekrojowych koncepcji naukowych opisujących otaczany świat i pozwalający nam wyobrazić sobie związek między różnymi zjawiskami naturalnymi. Celem Big Ideas jest pomoc uczniom w zrozumieniu powiązań między różnymi dziedzinami tematami, a także między tematymi, które są nauczane w szkole i ich "prawdziwym" doświadczeniem. W platformie udostępniania go-Lab laboratoria online i przestrzenie edukacyjne zapytań (ILSs) są klasyfikowane zgodnie z ośmioma Big Ideas nauki przedstawione poniżej.

Transformacja energetyczna

Energia nie może być ani utworzona, ani zniszczona. Można go przekształcić tylko z jednego formularza do drugiego. Transformacja energii może doprowadzić do zmiany stanu lub ruchu. Energia może być również zamieniana na masę i odwrotnie.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Gdy energia jest przekształcany z jednego formularza do drugiego, jego łączna kwota pozostaje stała. Przeniesienie energii z jednego ciała (lub systemu) do innego lub zmiana jego formy może spowodować zmianę stanu lub ruchu. Ilość energii przenoszona lub przekształcona podczas ruchu nazywa się pracą.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Energia jest tym, co sprawia, że każda zmiana jest możliwa w całym wszechświecie. Energia może mieć wiele twarzy (Formularze) i mogą być przenoszone z jednego ciała lub systemu do drugiego. Jednak jego łączna kwota pozostaje stała. Nie można go utworzyć lub zniszczyć.

Przełamywanie energii Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Formularze, ochrona energii i transferu energii

Energia może być przenoszona z obiektu do innego lub do środowiska, gdy siła działa na nim. Jednak całkowita ilość energii zawsze pozostaje taka sama. Dwie główne formy energii są potencjalną energią i energią kinetyczną, podczas gdy dwie formy "energii w tranzycie" (lub rodzaje procesu transferowego) są ciepłem i pracą.

Energia i siły

Obiekty mogą wchodzić w interakcje z dystansu lub w kontakcie, poprzez podstawowe interakcje. Gdy wystąpią takie interakcje, energia jest przenoszona lub przekształcana. W zależności od siły aktorstwa, mamy różne formy energii.

Energia w reakcjach chemicznych

Energia jest wymagana dla reakcji chemicznych, które występują. Po wyzwoleniu reakcji chemicznej energia zostaje przekształcona. Wszystkie żywe organizmy przekształcają energię z jednej formy na drugą, aby móc napędzać ich działalność.

Ewolucja i różnorodność biologiczna

Ewolucja jest podstawą zarówno jedności życia, jak i różnorodności biologicznej organizmów (żyjących i wymarłych). Organizmy przekazują informacje genetyczne z jednego pokolenia na drugi.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Wszystkie organizmy ewoluowały od wspólnego przodka. Poprzez mutacje DNA, nowe cechy mogą pojawiać się w organizmach. Organizmy, które są najlepiej przystosowane do ich środowiska przetrwać i przekazać swoje cechy ich potomków.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Organizmy zmieniają się na pokolenia i rozwijają cechy i umiejętności, które pomagają im przetrwać. Wszystkie informacje genetyczne organizmu są przechowywane w DNA, które znajduje się w jądrze każdej komórki. DNA jest odpowiedzialne za przekazywanie informacji genetycznych z pokolenia na pokolenie (dziedziczenie).

Przełamywanie ewolucji i różnorodności biologicznej duża idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Selekcja Naturalna i teoria darwinian

Organizmy, które są najlepiej przystosowane do ich środowiska przetrwać i pozostawić większą liczbę potomstwa niż te mniej dostosowane. Cechy, które pozwalają organizmy przetrwać są zachowane poprzez mechanizm doboru naturalnego.

Różnorodności biologicznej

Wszystkie organizmy ewoluowały od jednego przodka. Istnieje duża zmienność między organizmami, która jest wynikiem mutacji występujących w DNA. Najlepiej przystosowane organizmy dla określonego środowiska są wybierane poprzez dobór naturalny.

Siły fundamentalne

Istnieją cztery podstawowe interakcje/siły w przyrodzie: grawitacja, elektromagnetyzm, silne jądrowe i słabe siły jądrowe. Wszystkie zjawiska wynikają z obecności jednego lub więcej z tych interakcji. Siły działają na obiekty i mogą działać na odległość poprzez odpowiednie pole fizyczne, powodując zmianę w ruchu lub w stanie materii.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Grawitacja i elektromagnetyzm to dwie siły, których skutki są dla nas najbardziej oczywiste. Te dwie siły są odpowiedzialne za większość ruchów we wszechświecie. Ruch obiektu zależy od tego, jak działa siła.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Gdy siła działa na obiekt może zmienić jego kształt lub stan ruchu. Nie widzimy sił, ale możemy je zrozumieć przez ich skutki. Obiekt może mieć wpływ na inny poprzez siłę, albo przez kontakt z nim lub z odległości. W naszym wszechświecie jest ograniczona liczba sił.

Przełamywanie sił fundamentalnych Wielka idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Rodzaje interakcji

Istnieją tylko cztery formy interakcji: grawitacja, elektromagnetyzm, silna interakcja jądrowa i słaba interakcja jądrowa. Każdy ruch lub zmiana stanów wynika z jednego lub więcej z tych interakcji. Skutki tych interakcji można zaobserwować we wszystkich skalach wszechświata.

Siły i ruch

Gdy siła (lub więcej) działa na obiekcie, obiekt zmieni jego stan lub kształt kinetyczny. W zależności od wielkości i kierunku całkowitej siły, obiekt może wykonywać różne rodzaje ruchów. Dla obiektów o prędkościach znacznie mniejszych niż prędkość światła, sposób działania sił na obiekty jest opisany przez prawo Newtona. W przypadku obiektów z prędkością zbliżona do prędkości światła, sposób działania sił na obiektach jest opisany przez ogólną teorię względności Einsteina.

Kwantowej

W bardzo małych skalach, nasz świat jest poddawany prawu mechaniki kwantowej. Wszystkie materia i promieniowanie wykazują zarówno właściwości fal, jak i cząstek. Nie możemy jednocześnie znać pozycji i tempa cząstki.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Światło (promieniowanie elektromagnetyczne) zachowuje się jak fala, ale może również zachowywać się jak strumień cząstek przewożących paczki energii zwane QUANTA. W niewielkich skalach cząstki mogą również pełnić rolę fal kwantowych.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Mechanika kwantowa uczy, co dzieje się wewnątrz atomów. Materia w mikrokosmomie zachowuje się inaczej niż w makrokosmomie.

Przełamywanie Quantum Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Właściwości cząstek subatomowych

Cząstki subatomowe zachowują się inaczej niż materia w makrokosmomie. W tych skalach, cząstki wykazują zarówno cząstek i właściwości fali (dualizm cząstek fali). Są one również poddawane zasadzie niepewności, która stwierdza, że ich pozycja i tempo nie mogą być mierzone dokładnie równocześnie. Interakcje cząstek subatomowych mogą powodować transformację materii w energię i odwrotnie poprzez emitowanie lub pochłanianie określonej kwanty (minimalna ilość) energii.

Zjawiska i zastosowania

Zjawiska kwantowej występują ze względu na interakcje cząstek subatomowych zgodnie z ich właściwościami kwantowymi i przestrzegać praw mechaniki kwantowej. Niektóre z tych zjawisk są wykorzystywane we współczesnych zastosowaniach, takich jak skanowanie mikroskopu tunelowego i obliczeń kwantowych.

Komórki i formy życia

Komórki są podstawową jednostką życia. Wymagają one dostaw energii i materiałów. Wszystkie formy życia na naszej planecie opierają się na tym wspólnym kluczowym komponencie.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Komórka jest podstawową strukturalną i funkcjonalną jednostką życia. Może odtworzyć, oddech, rozwijać i produkować odmianę produktów. Rośliny i zwierzęta są wykonane z komórek, które tworzą narządy i układy. Komórki wymagają energii, które znajdują się poprzez przetwarzanie materii organicznej i/lub nieorganicznego.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Każdy żywy organizm jest wykonany z komórek. Istnieje wiele typów komórek, które mają różne cele.

Przełamywanie komórek i form życia Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Struktura i funkcja komórek

Komórki są podstawową jednostką życia. Mogą one być eukariotyczne, zawierające organelli i jądra, gdzie materiał genetyczny jest przechowywany, lub prokariotyczne zawierające DNA, białka i metabolitów wszystkich razem w cytoplazmie. Komórki mają metabolizm i mogą transportować substancje takie jak białka i lipidy do wnętrza lub na zewnątrz komórki. Każda komórka może rozwijać się, aby mieć określoną funkcję w organizmie. Podczas gdy niektóre komórki są zaprogramowane do budowania i naprawy tkanek i narządów, inni mogą odgrywać rolę w ochronie przed chorobami, wśród wielu innych funkcji.

Wzrost i rozwój organizmów

Organizmy mogą być jednokomórkowe lub wielokomórkowe. Podczas gdy organizmy jednokomórkowe są wykonane z tylko jednej komórki, organizmy wielokomórkowe są bardziej skomplikowane i składają się z kilku komórek tworzących narządy i narządu. Organizmy te rosną poprzez mnożenie i specjalizację tych komórek. Mikroorganizmy są zazwyczaj jednokomórkowe. Niektóre z nich są pasożytami i mogą powodować choroby innych organizmów.

Nasz wszechświat

Ziemia jest bardzo małą częścią wszechświata. Wszechświat składa się z miliardów galaktyk, z których każdy zawiera miliardy gwiazd (słońc) i innych obiektów niebieskich. Ziemia jest niewielką częścią układu słonecznego ze słońcem w jego centrum, co z kolei jest bardzo małą częścią wszechświata.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Słońce jest gwiazdą naszego układu słonecznego i jest około 110 razy większa niż Ziemia. Najbliższa gwiazda słońca jest nieco ponad 4 lata świetlne od hotelu. Nasza galaktyka ma miliardy gwiazd, niektóre mniejsze, a niektóre większe niż słońce. W naszym wszechświecie są miliardy galaktyk, które oprócz gwiazd zawierają również wiele innych typów obiektów.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Ziemia i inne planety orbitujące wokół słońca. Słońce jest gwiazdą naszego układu słonecznego i jest około 100 razy większa niż Ziemia. Istnieją miliardy gwiazd, takich jak nasze słońce we wszechświecie.

Przełamywanie naszego wszechświata Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Ziemia i układ słoneczny

Ziemia to niewielka część naszego Układu Słonecznego. Słońce jest w centrum naszego Układu Słonecznego; planety, asteroidy i komety orbitujące wokół słońca. Niektóre planety mają księżycowie orbitujące wokół nich. Słońce jest około 110 razy większa niż Ziemia.

Ziemskie miejsce we wszechświecie, obiekty niebieskie

Nasz układ słoneczny jest bardzo małą częścią naszej galaktyki, która z kolei jest bardzo małą częścią wszechświata. Gwiazdy, planety, asteroidy i księżyców nie są jedynymi przedmiotami we wszechświecie. Mgławiki, czarne otwory, gwiazdy Neutron, białe i brązowe gwiazdy znajdują się również we wszechświecie.

Historia naszego wszechświata

Nasz wszechświat urodził się 13 800 000 000 lat temu. Rozwinęto się od stanu bardzo wysokiej gęstości i bardzo wysokiej temperatury. Ta "ekspansja" nazywa się wielkim hukiem. Od tego czasu nasz wszechświat ciągle się rozwija.

Ziemi

Ziemia jest systemem systemów, które wpływają na życie i są pod wpływem życia na planecie. Procesy występujące w tym systemie wpływają na ewolucję naszej planety i kształtują jego klimat i powierzchnię. Układ Słoneczny wpływa również na ziemię i życie na planecie.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Ziemia ciągle się zmienia ze względu na ciągły przepływ energii i promieniowania słonecznego, a także niezmienne procesy na ziemi. Wszystkie żywe organizmy wpływają na ziemię i są przez nią dotknięte.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Nasza Ziemia, jej klimat i powierzchnia są pod wpływem zjawisk przyrodniczych i wszystkich żywych organizmów. Wszystkie żywe organizmy są dotknięte wszystkim, co dzieje się na naszej planecie.

Przełamywanie Planet Earth Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Ekosystemów

Ekosystemy obejmują organizmy, czynniki abiotyczne i relacje, które rozwijają się między nimi. Energia jest przenoszona z jednego organizmu do drugiego poprzez żywność, a materia jest ponownie wykorzystywana do ponownego użycia w łańcuchach żywnościowych.

Materiały i struktura ziemi

Wszystkie organizmy żywe są dotknięte powierzchnią ziemi, materiałami i zasobami naturalnymi. Nie ma życia bez wody. Jego wewnętrzna struktura, ruch płyt tektonicznych i wielkoskalowych oddziaływań systemowych determinują życie i ukrywają naturalne zagrożenia dla organizmów.

Klimat ziemi

Klimat Ziemi zależy od wpływu słońca, ale jest również dotknięte przez ludzi. Te dni, wszystkie żywe organizmy doświadczają globalnej zmiany klimatu, która ma wiele konsekwencji dla organizmów.

Struktura materii

Wszystkie sprawy we wszechświecie są wykonane z bardzo małych cząstek. Są one w ciągłym ruchu i w stałej interakcji ze sobą. Cząstki elementarne tworzą atomy i atomy tworzą cząsteczki. Istnieje skończona liczba typów atomów we wszechświecie, które są elementami w tabeli okresowej.

Wersja dla wieku od 12 do 15

Istnieje skończona liczba elementów i wszystkie one są prezentowane w tabeli okresowej. Atomy i cząsteczki tworzą nowe wiązania poprzez reakcje chemiczne. Cząsteczki oparte na węglu są fundamentalne dla życia i nazywane są cząsteczkami organicznymi.

Wersja dla grup wiekowych od 9 do 12

Wszystkie sprawy we wszechświecie są wykonane z tych samych cząstek elementarnych zwanych kwarków i elektronów. Kwarki tworzą protony i neutrony. Protony, neutrony i elektrony łączą się na różne sposoby i tworzą różne atomy (pierwiastki). Atomy tworzą cząsteczki. Cała materia jest w ciągłym ruchu i w zależności od intensywności ruchu można go znaleźć w trzech różnych stanach: stałym, ciekłym lub gazowym.

Przełamywanie struktury materii Big idea nauki

Pośrednie idee nauki Małe idee nauki

Struktura, właściwości i Funkcja elementów (tabela okresowa)

Jest skończona liczba elementów we wszechświecie, a wszystkie one są wykonane z kwarków i elektronów. Liczba kwarków i elektronów określa zachowanie każdego elementu.

Struktura i właściwości materii

Atomy oddziałują na siłę elektromagnetyczną i tworzą cząsteczki. Cząsteczki mogą zawierać atomów tego samego lub różnych elementów. Każdy rodzaj cząsteczki ma swoje własne właściwości, które określają również, jak reaguje z innymi cząsteczkami. Wykorzystanie i rola każdego typu cząsteczek w przyrodzie opiera się na jego właściwościach.

Reakcje chemiczne

Reakcje chemiczne są procesy, przez które atomów i/lub cząsteczek oddziałują i są łączone. Istnieją różne rodzaje reakcji chemicznych, ale są one głównie podzielone w zależności od tego, czy system zwalnia lub absorbuje energię.

Procesy jądrowe

Procesy jądrowe mogą zmieniać jądro, a w konsekwencji strukturę atomu. Proces nuklearny może uwolnić ogromną ilość energii.

How to use Go-Lab

Pedagogical Support

Teacher Training