As "grandes ideias da ciência" são um conjunto de conceitos científicos transversais que descrevem o mundo que nos rodeia e que nos permite conceber a ligação entre os diferentes fenómenos naturais. As grandes ideias visam ajudar os alunos a compreenderem a ligação entre os diferentes domínios do assunto, bem como entre os assuntos que são ensinados na escola e a sua experiência de "vida real". Na plataforma de compartilhamento go-Lab, os laboratórios on-line e os espaços de aprendizado de inquérito (ILSs) são classificados de acordo com as oito grandes ideias da ciência apresentadas abaixo.

Transformação de energia

A energia não pode ser criada nem destruída. Ele só pode ser transformado de um formulário para outro. A transformação da energia pode levar a uma mudança de estado ou movimento. A energia também pode ser convertida em massa e vice-versa.

Versão para idades de 12 a 15

Quando a energia é transformada de uma forma para outra, sua quantidade total permanece constante. A transferência de energia de um corpo (ou sistema) para outro ou uma mudança em sua forma pode causar uma mudança no estado ou movimento. A quantidade de energia transferida ou transformada durante um movimento é chamada de trabalho.

Versão para idades de 9 a 12

A energia é o que torna todas as mudanças possíveis em todo o universo. A energia pode ter muitas faces (formas) e pode ser transferida de um corpo ou sistema para outro. No entanto, seu valor total permanece constante. Ele não pode ser criado ou destruído.

Quebrando da idéia grande da energia da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Formas, conservação da energia e transferência de energia

A energia pode ser transferida de um objeto para outro ou para o ambiente quando uma força está agindo sobre ele. No entanto, a quantidade total de energia permanece sempre a mesma. As duas principais formas de energia são energia potencial e energia cinética, enquanto as duas formas de "energia em trânsito" (ou tipos de processo de transferência) são calor e trabalho.

Energia e forças

Os objetos podem interagir a partir da distância ou quando em contato, através das interações fundamentais. Quando essas interações ocorrem, a energia é transferida ou transformada. Dependendo da força de atuação, temos diferentes formas de energia.

Energia em reações químicas

A energia é exigida para que as reações químicas ocorram. Quando uma reação química é desencadeada, a energia é transformada. Todos os organismos vivos transformam a energia de um formulário a outro para poder abastecer suas atividades.

Evolução e biodiversidade

A evolução é a base para a unidade da vida e a biodiversidade dos organismos (vivos e extintos). Os organismos passam informações genéticas de uma geração para outra.

Versão para idades de 12 a 15

Todos os organismos evoluíram de um ancestral comum. Através de mutações de DNA, novas características podem aparecer em organismos. Os organismos que se adaptam melhor ao seu ambiente sobrevivem e transmitem os seus traços aos seus descendentes.

Versão para idades de 9 a 12

Os organismos mudam ao longo das gerações e desenvolvem traços e habilidades que os ajudam a sobreviver. Toda a informação genética de um organismo é armazenada no DNA, que se encontra no núcleo de cada célula. O DNA é responsável por passar informações genéticas de uma geração para outra (herança).

Quebrando da evolução e da biodiversidade grande idéia da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Seleção natural e teoria darwiniana

Os organismos que se adaptam melhor ao seu ambiente sobrevivem e deixam um número maior de descendentes do que os menos adaptados. Os traços que permitem que os organismos sobrevivam são preservados através do mecanismo da seleção natural.

Biodiversidade

Todos os organismos evoluíram de um único ancestral. Há uma grande variabilidade entre os organismos, que é um resultado de mutações que ocorrem no DNA. Os melhores organismos adaptados para um ambiente específico são selecionados através da seleção natural.

Forças fundamentais

Existem quatro interações/forças fundamentais na natureza: gravitação, eletromagnetismo, forças nucleares fortes e fracas. Todos os fenômenos são devidos à presença de uma ou mais dessas interações. As forças atuam em objetos e podem atuar a uma distância através do respectivo campo físico, causando uma mudança de movimento ou no estado da matéria.

Versão para idades de 12 a 15

A gravidade e o electromagnetismo são as duas forças cujos efeitos são mais evidentes para nós. Estas duas forças são responsáveis pela maioria dos movimentos no universo. O movimento de um objeto depende de como uma força atua nele.

Versão para idades de 9 a 12

Quando uma força atua em um objeto, ela pode mudar sua forma ou seu estado de movimento. Não podemos ver forças, mas podemos entendê-las por seus efeitos. Um objeto pode ter um efeito em outro através de uma força, seja por estar em contato com ele ou de uma distância. Há um número limitado de forças em nosso universo.

Quebrando das forças fundamentais idéia grande da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Tipos de interações

Existem apenas quatro formas de interações: a gravidade, o eletromagnetismo, a forte interação nuclear e a fraca interação nuclear. Cada movimento ou mudança de Estados é devido a uma ou mais dessas interações. Os efeitos dessas interações podem ser observados em todas as escalas do universo.

Forças e movimento

Quando uma força (ou mais) atua em um objeto, o objeto mudará seu estado ou forma cinética. Dependendo do tamanho e da direção da força total, o objeto pode executar diferentes tipos de movimentos. Para objetos com velocidades muito menores do que a velocidade da luz, a forma como as forças atuam em objetos é descrita pelas leis de Newton. Para objetos com velocidades próximas à velocidade da luz, a forma como as forças atuam em objetos é descrita pela teoria geral da relatividade de Einstein.

Quântica

Em escalas muito pequenas, nosso mundo é submetido às leis da mecânica quântica. Toda a matéria e radiação exibem as propriedades das ondas e das partículas. Não podemos, simultaneamente, conhecer a posição e o impulso de uma partícula.

Versão para idades de 12 a 15

A luz (radiação eletromagnética) comporta-se como uma onda, mas também pode se comportar como um fluxo de partículas carregando pacotes de energia chamados quanta. Em pequenas escalas, as partículas também podem atuar como ondas quânticas.

Versão para idades de 9 a 12

A mecânica quântica estuda o que acontece dentro dos átomos. A matéria no microcosmo comporta-se diferentemente do que no macrocosm.

Quebrando o Quantum big idea of Science

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Propriedades de partículas subatômicas

As partículas subatômicas comportam-se diferentemente do que a matéria no macrocosm. Nestas escalas, as partículas exibem as partículas e as propriedades da onda (dualidade da onda-partícula). Eles também são submetidos ao princípio da incerteza, que afirma que a sua posição e ímpeto, não pode ser medido exatamente simultaneamente. Interações de partículas subatômicas podem causar a transformação da matéria em energia e vice-versa emitindo ou absorvendo quanta específica (uma quantidade mínima) de energia.

Fenômenos e aplicações

Fenômenos quânticos ocorrem devido às interações das partículas subatômicas de acordo com suas propriedades quânticas e obedecem às leis da mecânica quântica. Alguns destes fenômenos são usados em aplicações contemporâneas como o microscópio de tunelamento de varredura e a computação quântica.

Células e formas de vida

As células são a unidade fundamental da vida. Eles exigem um suprimento de energia e materiais. Todas as formas de vida em nosso planeta são baseadas neste componente chave comum.

Versão para idades de 12 a 15

A célula é a unidade estrutural e funcional básica da vida. Pode reproduzir, respirar, desenvolver e produzir uma variação de produtos. Plantas e animais são feitos de células que formam órgãos e sistemas. As células necessitam de energia que eles encontram através do processamento de matéria orgânica e/ou inorgânica.

Versão para idades de 9 a 12

Todo organismo vivo é feito de células. Existem muitos tipos de células que têm finalidades diferentes.

Quebrando das células e formas de vida grande idéia da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Estrutura e função das células

As células são a unidade básica da vida. Eles podem ser eucarióticos, contendo organelas e um núcleo onde o material genético é armazenado, ou procariótico contendo o DNA, proteínas e metabólitos todos juntos no citoplasma. As células têm metabolismo e podem transportar substâncias como proteínas e lipídios para o interior ou para o exterior da célula. Cada célula pode desenvolver-se para ter uma função específica no organismo. Enquanto algumas células são programadas para construir e reparar tecidos e órgãos, outros podem ter um papel na proteção contra doenças, entre muitas outras funções.

Crescimento e desenvolvimento de organismos

Os organismos podem ser unicelulares ou multicelulares. Enquanto os organismos unicelulares são feitos de apenas uma célula, os organismos multicelulares são mais complexos e consistem em várias células formando órgãos e sistemas de órgãos. Esses organismos crescem através da multiplicação e especialização dessas células. Os microrganismos são geralmente unicelulares. Alguns destes são parasitas e podem causar doenças a outros organismos.

Nosso universo

A terra é uma parte muito pequena do universo. O universo é composto de bilhões de galáxias, cada uma das quais contém bilhões de estrelas (sóis) e outros objetos celestiais. A terra é uma pequena parte do sistema solar com o sol em seu centro, que por sua vez é uma parte muito pequena do universo.

Versão para idades de 12 a 15

O sol é a estrela de nosso sistema solar e é ao redor 110 vezes maior no diâmetro do que a terra. A estrela mais próxima ao sol é um pouco mais de 4 anos-luz de distância. Nossa galáxia tem bilhões de estrelas, algumas menores e algumas maiores que o nosso sol. Há bilhões de galáxias em nosso universo, que além de estrelas, incluem muitos outros tipos de objetos também.

Versão para idades de 9 a 12

A terra e os outros planetas orbitam ao redor do sol. O sol é a estrela do nosso sistema solar e é cerca de 100 vezes maior do que a terra. Há bilhões de estrelas como o nosso sol no universo.

Quebrando o nosso universo grande idéia da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Terra e o sistema solar

A terra é uma pequena parte do nosso sistema solar. O sol está no centro do nosso sistema solar; planetas, asteróides e cometas orbitam ao redor do sol. Alguns planetas têm luas orbitando em torno deles. O sol é cerca de 110 vezes maior em diâmetro do que a terra.

O lugar da terra no universo, objetos celestiais

Nosso sistema solar é uma parte muito pequena de nossa galáxia, que por sua vez é uma parte muito pequena do universo. Estrelas, planetas, asteróides e luas não são os únicos objetos no universo. Nebulas, buracos negros, estrelas de Neutron, estrelas brancas e marrons também são encontradas no universo.

A história do nosso universo

Nosso universo nasceu 13.800.000.000 anos atrás. Expandiu-se de um estado de muito alta densidade e muito alta temperatura. Esta "expansão" é chamado de Big Bang. Desde então, nosso universo continuou expandindo.

Terra do planeta

A terra é um sistema de sistemas que influencia e é influenciado pela vida no planeta. Os processos que ocorrem dentro deste sistema influenciam a evolução do nosso planeta e moldam o seu clima e superfície. O sistema solar também influencia a terra e a vida no planeta.

Versão para idades de 12 a 15

A terra está sempre mudando devido ao fluxo constante de energia e radiação do sol, bem como os processos imutáveis na terra. Todos os organismos vivos afetam a terra e são afetados por ela.

Versão para idades de 9 a 12

Nossa terra, seu clima e superfície são influenciados por fenômenos naturais e todos os organismos vivos. Todos os organismos vivos são afetados por tudo o que acontece no nosso planeta.

Quebrando da idéia grande da terra do planeta da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Ecossistemas

Os ecossistemas incluem organismos, fatores abióticos e as relações que se desenvolvem entre eles. A energia é transferida de um organismo para outro através de alimentos e a matéria é reciclada para ser usada novamente em cadeias alimentares.

Materiais e estrutura da terra

Todos os organismos vivos são afetados pela superfície da terra, materiais e recursos naturais. Não há vida sem água. Sua estrutura interna, o movimento de placas tectónicas e interações em grande escala do sistema determinam a vida e escondem os perigos naturais para os organismos.

Clima da terra

O clima da Terra depende do impacto do sol, mas também é afetado pelos seres humanos. Estes dias, todos os organismos vivos experimentam uma mudança climática global que tem múltiplas conseqüências sobre os organismos.

Estrutura da matéria

Toda a matéria no universo é feita de partículas muito pequenas. Eles estão em constante movimento e em constante interação uns com os outros. Partículas elementares formam átomos e átomos formam moléculas. Há um número finito de tipos de átomos no universo que são os elementos na tabela periódica.

Versão para idades de 12 a 15

Há um número finito de elementos e todos eles são apresentados na tabela periódica. Átomos e moléculas formam novas ligações através de reações químicas. As moléculas que são baseadas no carbono são fundamentais para a vida e são chamadas moléculas orgânicas.

Versão para idades de 9 a 12

Toda a matéria no universo é feita das mesmas partículas elementares chamadas quarks e elétrons. Quarks compõem prótons e nêutrons. Prótons, nêutrons e elétrons combinam de maneiras diferentes e eles fazem diferentes átomos (elementos). Átomos compõem moléculas. Toda a matéria está em constante movimento e dependendo da intensidade do movimento pode ser encontrada em três Estados diferentes: sólido, líquido ou gás.

Quebrando da estrutura da matéria grande idéia da ciência

Idéias intermediárias da ciência Pequenas idéias da ciência

Estrutura, propriedades e função dos elementos (tabela periódica)

Há um número finito de elementos no universo, e todos eles são feitos de quarks e elétrons. O número de quarks e elétrons define o comportamento de cada elemento.

Estrutura e propriedades da matéria

Os átomos interagem através da força eletromagnética e criam moléculas. As moléculas podem incluir átomos dos mesmos ou de elementos diferentes. Cada tipo de molécula tem suas próprias propriedades que também definem como reage com outras moléculas. O uso e o papel de cada tipo de moléculas na natureza são baseados em suas propriedades.

Reacções químicas

As reações químicas são os processos através dos quais átomos e/ou moléculas interagem e são combinados. Existem diferentes tipos de reações químicas, mas eles são principalmente categorizados dependendo se o sistema libera ou absorve energia.

Processos nucleares

Os processos nucleares podem mudar o núcleo e consequentemente a estrutura de um átomo. O processo nuclear pode liberar enormes quantidades de energia.