"Большие идеи науки" представляет собой набор перекрестных научных концепций, описывающих мир вокруг нас и позволяющих нам понять связь между различными природными явлениями. Большие идеи направлены, чтобы помочь студентам понять связь между различными предметами доменов, а также между предметами, которые они преподают в школе и их "реальной жизни" опыт. В Go-Lab Sharing Platform онлайн-лаборатории и учебные пространства для запросов (ILSs) классифицируются в соответствии с восемью большими идеями науки, представленными ниже.

Энергетическая трансформация

Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Она может быть преобразована только из одной формы в другую. Преобразование энергии может привести к изменению состояния или движения. Энергия также может быть преобразована в массу и наоборот.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Когда энергия преобразуется из одной формы в другую, ее общее количество остается неизменным. Передача энергии из одного тела (или системы) в другое или изменение его формы может привести к изменению состояния или движения. Количество энергии, передаваемое или преобразованное во время движения, называется работой.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Энергия – это то, что делает каждое изменение возможным во всей вселенной. Энергия может иметь много лиц (форм), и она может быть передана из одного тела или системы в другое. Однако его общая сумма остается неизменной. Она не может быть создана или уничтожена.

Разрушение энергии Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Формы, Сохранение энергии и передачи энергии

Энергия может передаваться от объекта к другому или к окружающей среде, когда на него действует сила. Тем не менее, общее количество энергии всегда остается неизменным. Двумя основными формами энергии являются потенциальная энергия и кинетическая энергия, в то время как двумя формами «энергии в пути» (или типами процесса передачи) являются тепло и работа.

Энергия и силы

Объекты могут взаимодействовать на расстоянии или при контакте, через фундаментальные взаимодействия. Когда эти взаимодействия происходят, энергия передается или преобразуется. В зависимости от актерской силы, у нас есть разные формы энергии.

Энергия в химических реакциях

Энергия необходима для химических реакций происходит. Когда химическая реакция срабатывает, энергия преобразуется. Все живые организмы преобразуют энергию из одной формы в другую, чтобы иметь возможность подпитывать свою деятельность.

Эволюция и биоразнообразие

Эволюция является основой как единства жизни, так и биоразнообразия организмов (живых и вымерших). Организмы передают генетическую информацию из поколения в поколение.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Все организмы эволюционировали от общего предка. Благодаря мутациям ДНК в организмах могут появиться новые черты. Организмы, которые лучше всего приспособлены к окружающей среде, выживают и передают свои черты потомкам.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Организмы меняются из поколения в поколение и развивают черты и навыки, которые помогают им выжить. Вся генетическая информация организма хранится в ДНК, которая находится в ядре каждой клетки. ДНК отвечает за передачу генетической информации от одного поколения к другому (наследование).

Разрушение эволюции и биоразнообразия Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Естественный отбор и дарвиновская теория

Организмы, которые лучше всего приспособлены к окружающей среде, выживают и оставляют большее количество потомства, чем те, которые менее приспособлены. Традиции, которые позволяют организмам выживать, сохраняются через механизм естественного отбора.

Биоразнообразия

Все организмы эволюционировали от одного предка. Существует большая изменчивость между организмами, которая является результатом мутаций, которые происходят в ДНК. Лучшие адаптированные организмы для конкретной среды отбираются путем естественного отбора.

Фундаментальные силы

Есть четыре фундаментальных взаимодействия/ силы в природе: гравитация, электромагнетизм, сильные ядерные и слабые ядерные силы. Все явления обусловлены наличием одного или нескольких из этих взаимодействий. Силы действуют на объекты и могут действовать на расстоянии через соответствующее физическое поле, вызывая изменение в движении или в состоянии материи.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Гравитация и электромагнетизм являются двумя силами, последствия которых наиболее очевидны для нас. Эти две силы отвечают за большинство движений во Вселенной. Движение объекта зависит от того, как на него действует сила.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Когда сила действует на объект, она может изменить свою форму или состояние движения. Мы не можем видеть силы, но мы можем понять их по их воздействию. Объект может воздействовать на другой через силу, либо находясь в контакте с ним, либо на расстоянии. Существует ограниченное количество сил в нашей вселенной.

Разрушение фундаментальных сил Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Типы взаимодействий

Существует только четыре формы взаимодействия: гравитация, электромагнетизм, сильное ядерное взаимодействие и слабое ядерное взаимодействие. Каждое движение или изменение состояний происходит из-за одного или нескольких из этих взаимодействий. Эффекты этих взаимодействий можно наблюдать во всех масштабах Вселенной.

Силы и движение

Когда сила (или больше) действует на объект, объект либо изменяет свое кинетическое состояние или форму. В зависимости от размера и направления общей силы объект может выполнять различные типы движений. Для объектов со скоростью, значительно меньшей, чем скорость света, то, как силы действуют на объекты, описано законами Ньютона. Для объектов со скоростью, близкой к скорости света, то, как силы действуют на объекты, описывается общей теорией относительности Эйнштейна.

Квантовой

В очень малых масштабах наш мир подчиняется законам квантовой механики. Все материи и излучения обладают как волновыми, так и частицными свойствами. Мы не можем одновременно знать положение и импульс частицы.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Свет (электромагнитное излучение) ведет себя как волна, но он также может вести себя как поток частиц, несущих пакеты энергии, называемые кванта. В небольших масштабах частицы могут также выступать в качестве квантовых волн.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Квантовая механика изучает, что происходит внутри атомов. Материя в микрокосме ведет себя иначе, чем в макрокосме.

Разрушение Квантовой Большой Идеи Науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Свойства субатомных частиц

Субатомные частицы ведут себя иначе, чем материя в макрокосме. В этих масштабах частицы обладают как частицами, так и волновыми свойствами (двойственность волны-частицы). Они также подвергаются принципу неопределенности, в котором говорится, что их положение и динамика не могут быть измерены точно одновременно. Взаимодействие субатомных частиц может привести к превращению материи в энергию и наоборот путем испускания или поглощения специфической кванты (минимальное количество) энергии.

Феномен и приложения

Квантовые явления возникают из-за взаимодействия субатомных частиц в соответствии с их квантовыми свойствами и подчиняются законам квантовой механики. Некоторые из этих явлений используются в современных приложениях, таких как сканирующий туннельный микроскоп и квантовые вычисления.

Клетки и формы жизни

Клетки являются основной единицей жизни. Они требуют запаса энергии и материалов. Все формы жизни на нашей планете основаны на этом общем ключевом компоненте.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни. Он может воспроизводить, дышать, развивать и производить вариации продуктов. Растения и животные состоят из клеток, которые образуют органы и системы. Клетки требуют энергии, которую они находят через обработку органических и / или неорганических веществ.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Каждый живой организм состоит из клеток. Есть много типов клеток, которые имеют различные цели.

Разрушение клеток и форм жизни Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Структура и функция клеток

Клетки являются основной единицей жизни. Они могут быть либо эукариотические, содержащие органеллы и ядро, где хранится генетический материал, или прокариотические содержащие ДНК, белки и метаболиты все вместе в цитоплазме. Клетки имеют метаболизм и могут транспортировать вещества, такие как белки и липиды внутри или за пределами клетки. Каждая клетка может развиваться, чтобы иметь определенную функцию в организме. В то время как некоторые клетки запрограммированы на строительство и ремонт тканей и органов, другие могут играть определенную роль в защите от болезней, среди многих других функций.

Рост и развитие организмов

Организмы могут быть одноклеточными или многоклеточными. В то время как одноклеточные организмы состоят только из одной клетки, многоклеточные организмы являются более сложными и состоят из нескольких клеток, образующих органы и системы органов. Эти организмы растут за счет умножения и специализации этих клеток. Микроорганизмы, как правило, одноклеточные. Некоторые из них являются паразитами и могут вызывать заболевания других организмов.

Наша Вселенная

Земля является очень небольшой частью Вселенной. Вселенная состоит из миллиардов галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд (солнце) и других небесных объектов. Земля является небольшой частью Солнечной системы с Солнцем в центре, который, в свою очередь, является очень небольшой частью Вселенной.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Солнце является звездой нашей Солнечной системы, и это примерно в 110 раз больше в диаметре, чем Земля. Ближайшая звезда к Солнцу находится на 4 световых года. Наша галактика имеет миллиарды звезд, некоторые меньше, а некоторые больше, чем наше Солнце. Есть миллиарды галактик в нашей вселенной, которые помимо звезд, включают в себя много других типов объектов, а также.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Солнце является звездой нашей Солнечной системы, и это примерно в 100 раз больше, чем Земля. Во Вселенной миллиарды звезд, как наше Солнце.

Разрушение нашей Вселенной Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Земля и Солнечная система

Земля является небольшой частью нашей Солнечной системы. Солнце находится в центре нашей Солнечной системы; планеты, астероиды и кометы вращаются вокруг Солнца. Некоторые планеты имеют спутники, вращающиеся вокруг них. Солнце примерно в 110 раз больше в диаметре, чем Земля.

Место Земли во Вселенной, Небесные объекты

Наша Солнечная система является очень небольшой частью нашей Галактики, которая, в свою очередь, является очень небольшой частью Вселенной. Звезды, планеты, астероиды и спутники не единственные объекты во Вселенной. Туманности, черные дыры, нейтронные звезды, белые и коричневые звезды также встречаются во Вселенной.

История нашей вселенной

Наша вселенная родилась 13,8 миллиарда лет назад. Он расширился от состояния очень высокой плотности и очень высокой температуры. Это "расширение" называется большой взрыв. С тех пор наша вселенная продолжала расширяться.

Планета Земля

Земля представляет собой систему систем, которая влияет и находится под влиянием жизни на планете. Процессы, происходящие в этой системе, влияют на эволюцию нашей планеты и формируют ее климат и поверхность. Солнечная система также влияет на Землю и жизнь на планете.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Земля постоянно меняется из-за постоянного потока энергии и излучения от Солнца, а также неизменных процессов на Земле. Все живые организмы влияют на Землю и страдают от нее.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Наша Земля, ее климат и поверхность находятся под влиянием природных явлений и всех живых организмов. Все живые организмы страдают от всего, что происходит на нашей планете.

Разрушение планеты Земля Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Экосистем

Экосистемы включают организмы, абиотические факторы и отношения, которые развиваются между ними. Энергия передается из одного организма в другой через пищу, а материя перерабатывается для повторного использования в пищевых цепях.

Земные материалы и структура

Все живые организмы страдают от поверхности Земли, материалов и природных ресурсов. Нет жизни без воды. Его внутренняя структура, движение тектонических плит и крупномасштабные системные взаимодействия определяют жизнь и скрывают природные опасности для организмов.

Климат Земли

Климат Земли зависит от воздействия Солнца, но также зависит от человека. В наши дни все живые организмы испытывают глобальное изменение климата, которое имеет многочисленные последствия для организмов.

Структура материи

Вся материя во Вселенной состоит из очень мелких частиц. Они находятся в постоянном движении и в постоянном взаимодействии друг с другом. Элементарные частицы образуют атомы и атомы образуют молекулы. Во Вселенной существует конечное количество типов атомов, которые являются элементами в периодической таблице.

Версия для возрастов от 12 до 15 лет

Существует конечное количество элементов, и все они представлены в периодической таблице. Атомы и молекулы образуют новые связи с помощью химических реакций. Молекулы, основанные на углероде, имеют основополагающее значение для жизни и называются органическими молекулами.

Версия для возрастов от 9 до 12 лет

Вся материя во Вселенной состоит из одних и тех же элементарных частиц, называемых кварками и электронами. Кварки составляют протоны и нейтроны. Протоны, нейтроны и электроны объединяются по-разному и делают различные атомы (элементы). Атомы составляют молекулы. Вся материя находится в постоянном движении и в зависимости от интенсивности движения ее можно найти в трех различных состояниях: твердом, жидком или газовом.

Разрушение структуры материи Большая идея науки

Промежуточные идеи науки Малые идеи науки

Структура, свойства и функция элементов (Периодическая таблица)

Существует конечное количество элементов во Вселенной, и все они состоят из кварков и электронов. Количество кварков и электронов определяет поведение каждого элемента.

Структура и свойства материи

Атомы взаимодействуют через электромагнитную силу и создают молекулы. Молекулы могут включать атомы одного и того же или различных элементов. Каждый тип молекулимеет имеет свои собственные свойства, которые также определяют, как она реагирует с другими молекулами. Использование и роль каждого типа молекул в природе основано на его свойствах.

Химические реакции

Химические реакции – это процессы, через которые атомы и/или молекулы взаимодействуют и объединяются. Существуют различные типы химических реакций, но они в основном классифицируются в зависимости от того, система высвобождает или поглощает энергию.

Ядерные процессы

Ядерные процессы могут изменить ядро и, следовательно, структуру атома. Ядерный процесс может высвободить огромное количество энергии.