De "stora idéerna om vetenskap" är en uppsättning tvärsnitts vetenskapliga begrepp som beskriver världen omkring oss och gör det möjligt för oss att föreställa sambandet mellan de olika natur fenomen. De stora idéerna syftar till att hjälpa eleverna förstå sambandet mellan de olika ämnes områdena, såväl som mellan ämnena de lärs ut i skolan och deras "verkliga" erfarenhet. I go-Lab sharing Platform, online Labs och utredning Learning utrymmen (ILSs) klassificeras enligt de åtta stora idéer för vetenskap presenteras nedan.

Energi omvandling

Energi kan varken skapas eller förstöras. Det kan bara omvandlas från ett formulär till ett annat. Omvandlingen av energi kan leda till en förändring i tillstånd eller rörelse. Energin kan också konverteras till massa och tvärtom.

Version för åldrarna 12 till 15

När energin omvandlas från en form till en annan, förblir dess totala mängd konstant. Överföring av energi från ett organ (eller system) till en annan eller en förändring i dess form kan orsaka en förändring i tillstånd eller rörelse. Den mängd energi som överförs eller omvandlas under en rörelse kallas arbete.

Version för åldrarna 9 till 12

Energi är det som gör varje förändring möjlig i hela universum. Energi kan ha många ansikten (blanketter) och det kan överföras från en kropp eller ett system till ett annat. Det totala beloppet förblir dock konstant. Den kan inte skapas eller förstöras.

Bryta ner den energi stora idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Former, bevarande av energi och energi överföring

Energi kan överföras från ett objekt till ett annat eller till miljön när en kraft agerar på den. Den totala energi mängden är dock alltid densamma. De två viktigaste formerna av energi är potentiell energi och kinetisk energi medan de två formerna av "energi i transit" (eller typer av överförings processen) är värme och arbete.

Energi och krafter

Objekt kan interagera från avstånd eller i kontakt, genom grundläggande interaktioner. När dessa interaktioner uppstår överförs energin eller omvandlas. Beroende på den tillförordnade kraften har vi olika energi former.

Energi i kemiska reaktioner

Energi krävs för att kemiska reaktioner ska inträffa. När en kemisk reaktion utlöses, energi omvandlas. Alla levande organismer omvandlar energin från en form till en annan för att kunna tanka sin verksamhet.

Evolution och biologisk mångfald

Evolution är grunden för både livets enhet och den biologiska mångfalden i organismer (levande och utdöda). Organismer överför genetisk information från en generation till en annan.

Version för åldrarna 12 till 15

Alla organismer utvecklades från en gemensam förfader. Genom DNA-mutationer kan nya egenskaper dyka upp i organismer. De organismer som är bäst lämpade för sin omgivning överlever och vidarebefordrar sina egenskaper till sina ättlingar.

Version för åldrarna 9 till 12

Organismer förändras över generationer och utveckla egenskaper och färdigheter som hjälper dem att överleva. All genetisk information om en organism lagras i DNA, som finns i kärnan i varje cell. Den utsedda nationella myndigheten ansvarar för att överföra genetisk information från en generation till en annan (arv).

Uppdelning av evolution och biologisk mångfald stor idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Naturligt urval och darwinian teori

Organismer som är bäst lämpade för sin omgivning överlever och lämnar ett större antal avkommor än de mindre anpassade. Egenskaper som tillåter organismer att överleva bevaras genom mekanismen för naturligt urval.

Biologisk mångfald

Alla organismer utvecklades från en enda förfader. Det finns en stor variation mellan organismer, vilket är ett resultat av mutationer som förekommer i DNA. De bäst anpassade organismerna för en specifik miljö väljs genom naturligt urval.

Grundläggande krafter

Det finns fyra grundläggande interaktioner/krafter i naturen: gravitation, elektromagnetism, starka kärnvapen och svaga kärn krafts makter. Alla fenomen beror på närvaron av en eller flera av dessa interaktioner. Krafter agerar på objekt och kan agera på distans genom respektive fysiskt fält, vilket orsakar en förändring i rörelse eller i materiens tillstånd.

Version för åldrarna 12 till 15

Gravitation och elektromagnetism är de två krafter vars effekter är mest uppenbara för oss. Dessa två krafter är ansvariga för de flesta rörelser i universum. Ett objekts rörelse beror på hur en kraft agerar på den.

Version för åldrarna 9 till 12

När en kraft verkar på ett objekt kan den ändra dess form eller dess rörelse tillstånd. Vi kan inte se krafter, men vi förstår dem genom deras effekter. Ett objekt kan ha en effekt på en annan genom en kraft, antingen genom att vara i kontakt med det eller på avstånd. Det finns ett begränsat antal krafter i vårt universum.

Att bryta ner grund krafterna stor idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Typer av interaktioner

Det finns bara fyra former av interaktioner: gravitation, elektromagnetism, den starka nukleära interaktionen och den svaga nukleära interaktionen. Varje rörelse eller förändring av tillstånd beror på en eller flera av dessa interaktioner. Effekterna av dessa interaktioner kan observeras i alla skalor av universum.

Krafter och rörelse

När en kraft (eller flera) verkar på ett objekt, kommer objektet antingen att ändra dess rörelse tillstånd eller form. Beroende på den totala kraftens storlek och riktning kan objektet utföra olika typer av rörelser. För objekt med hastigheter som är mycket mindre än ljusets hastighet, beskrivs hur krafterna agerar på objekt av Newtons lagar. För objekt med hastigheter nära ljusets hastighet, hur krafter agera på objekt beskrivs av Einsteins allmänna Relativitets teorin.

Quantum

I mycket små skalor utsätts vår värld för kvantmekanikens lagar. All materia och strålning uppvisar både våg-och partikel egenskaper. Vi kan inte samtidigt känna till en partikels position och driv kraft.

Version för åldrarna 12 till 15

Ljus (elektro magnetisk strålning) beter sig som en våg, men det kan också bete sig som en ström av partiklar som transporterar förpackningar med energi som kallas kvanta. Vid små skalor kan partiklarna också fungera som kvantvågor.

Version för åldrarna 9 till 12

Kvantmekanik studerar vad som händer inuti atomer. Materien i microcosmen uppför olikt än i macrocosmen.

Att bryta ner Quantum Big idé of Science

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Subatomära partiklar egenskaper

Subatomära partiklar beter sig annorlunda än materia i makrokosmos. I dessa skalor, partiklar uppvisar både partikel-och vågegenskaper (våg-partikel dualitet). De utsätts också för osäkerhets principen, som anger att deras position och driv kraft inte kan mätas exakt samtidigt. Interaktioner av subatomära partiklar kan orsaka omvandling av materia till energi och vice versa genom att avge eller absorbera specifika kvanta (ett minimum) av energi.

Fenomen och tillämpningar

Kvantfenomen uppstår på grund av samspelet mellan subatomära partiklar enligt deras kvantmekaniska egenskaper och lyda lagarna i kvantmekanik. Några av dessa fenomen används i samtida applikationer som scanning tunnel Mikroskop och kvantdatorer.

Celler och livs former

Celler är den grundläggande enheten i livet. De kräver en leverans av energi och material. Alla livs former på vår planet är baserade på denna gemensamma nyckel komponent.

Version för åldrarna 12 till 15

Cellen är den grundläggande strukturella och funktionella enheten i livet. Det kan reproducera, andas, utveckla och producera en variant av produkter. Växter och djur är tillverkade av celler som bildar organ och system. Celler kräver energi som de hittar genom bearbetning av organiska och/eller oorganiska ämnen.

Version för åldrarna 9 till 12

Varje levande organism är gjord av celler. Det finns många typer av celler som har olika syften.

Bryta ner celler och livs former stor idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Cellernas uppbyggnad och funktion

Celler är den grundläggande enheten i livet. De kan antingen vara eukaryotiska, innehåller organeller och en kärna där det genetiska materialet lagras, eller prokaryotiska innehåller DNA, proteiner och metaboliter alla tillsammans i cytoplasman. Cellerna har metabolism och kan transportera substanser som proteiner och lipider till insidan eller utsidan av cellen. Varje cell kan utvecklas för att ha en specifik funktion i organismen. Medan vissa celler är programmerade att bygga och reparera vävnader och organ, andra kan ha en roll i skyddet mot sjukdomar, bland många andra funktioner.

Organismers tillväxt och utveckling

Organismer kan vara encelliga eller flercelliga. Medan encelliga organismer är gjorda av endast en cell, är flercelliga organismer mer komplexa och består av flera celler som bildar organ och organ system. Dessa organismer växer genom multiplikation och specialisering av dessa celler. Mikroorganismer är vanligt vis encelliga. Några av dessa är parasiter och kan orsaka sjukdomar till andra organismer.

Vårt universum

Jorden är en mycket liten del av universum. Universum består av miljarder galaxer, som var och en innehåller miljarder stjärnor (Solar) och andra himlakroppar. Jorden är en liten del av sol systemet med solen i dess centrum, vilket i sin tur är en mycket liten del av universum.

Version för åldrarna 12 till 15

Solen är stjärnan i vårt sol system och det är runt 110 gånger större i diameter än jorden. Den närmaste stjärnan till solen är lite över 4 ljusår bort. Vår galax har miljarder stjärnor, några mindre och några större än vår sol. Det finns miljarder galaxer i vårt universum som förutom stjärnor även innehåller många andra typer av föremål.

Version för åldrarna 9 till 12

Jorden och de andra planeterna kretsar kring solen. Solen är stjärnan i vårt sol system och det är runt 100 gånger större än jorden. Det finns miljarder stjärnor som vår sol i universum.

Att bryta ner vårt universum stora idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Jorden och sol systemet

Jorden är en liten del av vårt sol system. Solen är i centrum av vårt sol system; planeter, asteroider och kometer kretsar runt solen. Vissa planeter har månar kretsar kring dem. Solen är runt 110 gånger större i diameter än jorden.

Jordens plats i universum, himlakroppar

Vårt sol system är en mycket liten del av vår galax, som i sin tur är en mycket liten del av universum. Stjärnor, planeter, asteroider och månar är inte de enda objekten i universum. Nebulosor, svarta hål, neutron stjärnor, vita och bruna stjärnor finns också i universum.

Historien om vårt universum

Vårt universum föddes för 13 800 000 000 år sedan. Det expanderade från ett tillstånd av mycket hög densitet och mycket hög temperatur. Denna "expansion" kallas Big Bang. Sedan dess har vårt universum hållit på att expandera.

Planeten jorden

Jorden är ett system av system som påverkar och påverkas av livet på planeten. De processer som sker inom detta system påverkar utvecklingen av vår planet och formar dess klimat och yta. Sol systemet påverkar också jorden och livet på planeten.

Version för åldrarna 12 till 15

Jorden är ständigt föränderlig på grund av det ständiga flödet av energi och strålning från solen, liksom de oföränderliga processerna på jorden. Alla levande organismer påverkar jorden och påverkas av den.

Version för åldrarna 9 till 12

Vår jord, dess klimat och yta påverkas av natur fenomen och alla levande organismer. Alla levande organismer påverkas av allt som händer på vår planet.

Att bryta ner planeten jordens stora idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Ekosystem

Eko systemen omfattar organismer, abiotiska faktorer och de relationer som utvecklas mellan dem. Energi överförs från en organism till en annan genom mat och materia återvinns för att användas igen i livsmedels kedjor.

Jord material och struktur

Alla levande organismer påverkas av jordens yta, material och naturresurser. Det finns inget liv utan vatten. Dess inre struktur, förflyttning av tektoniska plattor och storskaliga system interaktioner bestämma liv och dölja naturliga faror för organismerna.

Jordens klimat

Jordens klimat beror på solens påverkan, men påverkas också av människor. Nuförtiden upplever alla levande organismer en global klimat förändring som har flera konsekvenser för organismer.

Materias struktur

All materia i universum är gjord av mycket små partiklar. De är i ständig rörelse och i ständig interaktion med varandra. Elementära partiklar bildar atomer och atomer bildar molekyler. Det finns ett ändligt antal typer av atomer i universum som är elementen i det periodiska systemet.

Version för åldrarna 12 till 15

Det finns ett ändligt antal element och de är alla presenteras i det periodiska systemet. Atomer och molekyler bildar nya obligationer genom kemiska reaktioner. Molekyler som är baserade på kol är grundläggande för livet och de kallas organiska molekyler.

Version för åldrarna 9 till 12

All materia i universum är gjord av samma elementarpartiklar som kallas kvarkar och elektroner. Kvarkar utgör protoner och neutroner. Protoner, neutroner och elektroner kombineras på olika sätt och de gör olika atomer (element). Atomer utgör molekyler. All materia är i ständig rörelse och beroende på intensiteten i rörelsen det kan hittas i tre olika stater: fast, flytande eller gas.

Uppdelning av strukturen av materien stor idé om vetenskap

Mellanliggande idéer av vetenskap Små idéer om vetenskap

Elementens struktur, egenskaper och funktion (periodiskt register)

Det finns ett ändligt antal element i universum, och de är alla består av kvarkar och elektroner. Antalet kvarkar och elektroner definierar beteendet för varje element.

Materias struktur och egenskaper

Atomer interagerar genom den elektro magnetiska kraften och skapar molekyler. Molekyler kan inkludera atomer av samma eller olika element. Varje typ av molekyl har sina egna egenskaper som också definierar hur den reagerar med andra molekyler. Användning och roll av varje typ av molekyler i naturen är baserad på dess egenskaper.

Kemiska reaktioner

Kemiska reaktioner är de processer genom vilka atomer och/eller molekyler samverkar och kombineras. Det finns olika typer av kemiska reaktioner men de är främst kategoriseras beroende på om systemet släpper eller absorberar energi.

Nukleära processer

Nukleära processer kan förändra kärnan och därmed strukturen hos en atom. Kärnkrafts processen kan frigöra enorma mängder energi.