摘录二、学科核心概念的界定
1.物质的结构与性质:世界是物质的,太阳系、地球、原子、基本粒子、电磁场等都是物质。不同组成与结构的物质具有不同的性质,物质的性质决定了其功能与用途。
2.物质的变化与化学反应:物质是不断变化的,物质的变化分为物理变化和化学变化。物理变化是物质的状态发生了改变,没有新物质生成;化学变化是物质的性质发生了改变,有新物质生成。化学变化通过化学反应得以实现,其实质是原子的重新组合。化学反应需要一定的条件,合理利用与调控化学反应可以创造新的物质并为人类解决面临的问题。
3.物质的运动与相互作用:物质是运动的。物质的运动包括机械运动、热运动和电磁运动。物体之间存在相互作用力,包括电磁力、万有引力、强相互作用与弱相互作用;力可以改变物体的形状和运动状态。
4.能的转化与能量守恒:在物质的一切属性中,运动是最基本的属性。对应物的各种运动形式,能有各种不同的形式,如在机械运动中表现为机械能,在热现中表现为系统的内能。能量是一切运动着的物质的共同特性,也是各种运动的统量度。能的形式是多样的,可以通过做功相互转化。能在转移与转化过程中,总量保持不变。
5.生命系统的构成层次:生命系统是一种复杂的开放系统,与其他物质系统一样具有层次性,遵循自然界的共同规律。细胞、组织、器官、系统、个体、种群、落、生态系统和生物圈是生命系统的构成层次,细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。一些生物由单细胞构成,一些生物由多细胞组成。
6.生物体的稳态与调节:生物体是一个在内部和外部不断进行物质循环、能量流动和信息交流与反馈的开放系统,能通过自我调节机制维持稳态。植物可以制造有机物,为其他生物提供食物;动物通过获取其他生物的养分来维持生存;人体通过一定的调节机制,完成一系列复杂的生命活动。
7.生物与环境的相互关系:地球上每一种生物的生存都与环境密切相关,生物与环境之间的相互作用与相互协调构成了生态系统的动态平衡。人类的活动能对环产生重大的影响,而生活环境与习惯也会影响人体健康。
8.生命的延续与进化:生物通过生殖、发育和遗传使遗传信息代代相传,实现生命的延续。在生命延续的过程中,遗传信息可能会发生改变。生物的遗传、变异与环境因素的共同作用导致了生物的进化。
9.宇宙中的地球:地球是太阳系中的一颗行星,地球和月球组成地月系,太阳绕太阳运转的行星及其卫星和各类小天体组成太阳系,太阳是银河系中的一颗普通恒星,银河系是宇宙中的一个普通星系。地球的自转和公转,形成了昼夜交替和四季变化等周期性的自然现象。人类对太空的探索,正在逐步揭开宇宙的奥秘。
10.地球系统:地球是一个由不同圈层组成的系统。地球的外部包括大气圈、水和生物圈,内部包括地壳、地幔和地核,地壳和地幔的一部分组成了岩石圈。不同圈层之间存在物质交换和能量传输,决定了整个地球的演化方向。大气运动形成了天气和气候现象,岩石风化形成了土壤,流水和地壳运动是塑造地表形态的重力量。
11.人类活动与环境:人类只有一个地球。人类的生存和发展需要开发和利用自然资源,同时也面临着各种自然灾害的威胁。人类活动会对环境产生影响,良好的生态环境是一种重要的公共资源。坚持绿水青山就是金山银山的理念,合理利用自然资源,科学防灾减灾,践行绿色低碳生活方式,是人类社会可持续发展的必然选择:
12.技术、工程与社会:人类在与自然界打交道的过程中,为了适应自然、改善存条件面产生了技术;人类对已有的物质材料和生活环境加以系统的开发、生产加工、建造,以满足人们的需求,就产生了工程。早期技术、工程和科学相对比较独立,而现代技术、工程和科学相互影响与相互促进,越来越密不可分,共同推了社会进步。本学科核心概念的学习内容,包括技术与工程的性质和特点,技术工程对人们生活、生产和社会的影响,科学、技术、工程的相互影响;还包括体现上述内容且与所学科学内容有关的创意实践活动,以及利用创意作品进行自主探究。
13.工程设计与物化:工程活动的本质是创造人工实体,设计与物化是其中的重要环节。工程首先要定义和界定问题,明确需要满足的标准和受到的限制条件,形成多种可能的解决方案,基于证据进行优化并确定方案;物化是选择合适的工具和材料,实施设计方案,做出初步的产品或实物模型。经过对结果的评估,发现存在的问题并进行改进,对于比较复杂的产品或实物模型,可能需要多次选代改进。