GCSE独立科学课程设置

　　在GCSE科学课程中有独立科学(Single Science)和组合科学(Combined Science)两种选择。在上篇文章已经为大家介绍了gcse组合科学课程，本文为大家介绍一下GCSE独立科学课程。

　　与组合科学相比，独立科学学习的概念更深入，要学的内容也更多，更详细的学习生物、化学、物理三门科目。

　　一、生物部分

　　1、细胞生物学

　　细胞是所有生命形式的基本单位。在本节中，主要学习不同类型细胞之间的结构差异如何使它们能够在生物体中执行特定的功能。细胞的这些差异是由细胞核中的基因控制的。一个有机体要生长，细胞必须通过有丝分裂分裂，产生两个新的相同的细胞。如果在细胞变得过于特化之前，在生长的早期阶段将其分离出来，它们就能保持生长成一系列不同类型细胞的能力。这种现象导致了干细胞技术的发展。这是一个新的医学分支，允许医生通过从干细胞中生长新的组织来修复受损的器官。

　　2、组织

　　在本节中，我们将学习为人体提供营养的消化系统和为人体提供氧气并排除二氧化碳的呼吸系统。在每种情况下，它们都提供了溶解的物质，需要通过循环系统在血液中快速移动。对这些系统的任何破坏都可能使人衰弱，甚至是致命的。

　　尽管外科技术已经取得了巨大的进步，特别是在冠状动脉疾病方面，如果人们通过改善饮食和生活方式来降低患心脏病的风险，那么许多干预措施都是不必要的。本单元，我们还将了解植物的运输系统如何依赖于环境条件，以确保叶片细胞获得光合作用所需的水和二氧化碳。

　　3、感染和反应

　　病原体是在动物和植物中引起传染病的微生物，如病毒和细菌。它们依靠宿主来提供生长和繁殖所需的条件和营养。它们经常产生毒素，损害组织，让我们感觉不舒服。本节将探讨我们如何通过减少与疾病的接触来避免疾病，以及身体如何利用屏障来对抗病原体。一旦进入体内，我们的免疫系统就会被触发，这通常足以摧毁病原体并预防疾病。当面临异常或危险疾病的风险时，我们身体的自然系统可以通过接种疫苗得到增强。

　　4、生物能学

　　在这一节中，我们将探索植物如何在光合作用中利用太阳能来制造食物。这个过程释放了在地球大气中积累了数百万年的氧气。动物和植物都使用这种氧气来氧化食物，这一过程被称为有氧呼吸，它传递生物体执行其功能所需的能量。

　　相反，无氧呼吸不需要氧气来传递能量。在剧烈运动时，人体无法为细胞提供足够的氧气，于是就会进行无氧呼吸。这个过程将提供能量，但也会导致肌肉中乳酸的积累，从而导致疲劳。

　　5、稳态和反应

　　体内的细胞只能在狭窄的物理和化学极限内生存。它们需要恒定的温度和酸碱度，以及恒定的溶解食物和水的供应。为了要做到这一点，身体需要不断监控和调整血液和组织成分的控制系统。这些控制系统包括感知变化的受体和带来变化的效应器。

　　在这一节中，我们将探索神经系统的结构和功能，以及它如何带来快速反应。我们还将探索激素系统，它通常会带来慢得多的变化。荷尔蒙的协调在生殖中特别重要，因为它控制着月经周期。对激素在生殖中的作用的理解使得科学家们不仅开发了避孕药物，还开发了可以提高生育能力的药物。

　　6、传承、变异和进化

　　在本节中，我们将发现染色体的数量如何在减数分裂过程中减半，然后与性伴侣的新基因结合产生独特的后代。基因突变持续发生，在极少数情况下会影响动物或植物的功能。这些突变可能是破坏性的，并导致许多遗传疾病或死亡。一个新的突变很少是有益的，因此会导致个体健康水平的提高。突变和有性生殖产生的变异是自然选择的基础;这就是物种进化的方式。对这些过程的理解使科学家能够通过选择性育种进行干预，生产出具有偏好特征的牲畜。一旦产生了植物或动物的新品种，就有可能克隆个体来产生更多数量的相同个体，这些个体都具有有利的特征。科学家们现在已经发现了如何从一个物种中获取基因，并通过一种叫做基因工程的过程将其引入另一个物种的基因组中。尽管这项技术可以提供巨大的潜在利益，基因改造仍然极具争议。

　　7、生态学

　　太阳是穿过生态系统的能量来源。包括碳和水在内的物质不断被生物循环利用，通过动物、植物和分解微生物的呼吸作用释放出来，并被植物在光合作用中吸收。所有物种都生活在由复杂的动物和植物群落组成的生态系统中，它们相互依赖，并适应特定的条件，包括生物和非生物条件。这些生态系统提供支持人类生活和持续发展的基本服务。为了继续从这些服务中受益，人类需要以可持续的方式与环境互动。

　　在本节中，我们将探讨人类如何威胁生物多样性以及支持生物多样性的自然系统。我们还将考虑我们需要采取的一些行动，以确保我们未来的健康、繁荣和福祉。

　　二、化学部分

　　8、原子结构和周期表

　　元素周期表为化学家提供了已知化学物质的结构组织，它们可以从中理解它们的物理和化学性质。元素周期表和原子结构模型的历史发展提供了很好的例子，说明随着新证据的出现，科学思想和解释是如何随着时间的推移而发展的。现代元素周期表中元素的排列可以用原子结构来解释，这为电子处于能级的核原子模型提供了证据。

　　9、物质的结合、结构和性质

　　化学家用结构和键的理论来解释材料的物理和化学性质。对结构的分析表明，原子可以以各种方式排列，其中一些是分子结构，而另一些是巨型结构。成键理论解释了原子是如何在这些结构中结合在一起的。科学家利用这种结构和结合的知识来设计具有理想性能的新材料。这些材料的特性可以在一系列不同的技术中提供新的应用。

　　10、定量化学

　　化学家使用定量分析来确定化合物的分子式和反应方程式。有了这些信息，分析人员就可以使用定量方法来确定化学样品的纯度，并监控化学反应的产率。

　　化学反应可以用各种方式分类。识别不同类型的化学反应使化学家能够理解不同的化学物质是如何一起反应的，建立模式并对其他化学物质的行为做出预测。化学方程式提供了一种表示化学反应的方法，也是化学家交流化学思想的重要途径。

　　11、化学变化

　　对化学变化的理解始于人们开始以系统的方式对化学反应进行实验，并从逻辑上组织实验结果。了解这些不同的化学变化意味着科学家可以开始准确预测会形成什么新物质，并利用这些知识开发各种不同的材料和工艺。它也有助于生物化学家理解活生物体中发生的复杂反应。

　　12、能量变化

　　能量变化是化学反应的重要组成部分。由于键的断裂和形成，粒子的相互作用经常涉及能量的转移。向周围环境释放能量的反应是放热反应，而吸收热能的反应是吸热反应。粒子之间的这些相互作用可以产生加热或冷却效应，这些效应被用于一系列日常应用中。电解质中离子之间的一些相互作用导致了电的产生。电池和电池组利用这些化学反应来提供电能。电也可以用来分解离子物质，是生产昂贵的元素的有用手段，无法通过其他方式提取。

　　13、化学变化的速度和程度

　　化学反应可以以截然不同的速度发生。虽然化学物质的反应性是化学反应进行速度的一个重要因素，但是有许多变量可以被操纵来加速或减慢它们。化学反应也可能是可逆的，因此需要确定不同变量的影响，以确定如何最大化所需产品的产率。理解伴随化学反应的能量变化对这个过程很重要。在工业中，化学家和化学工程师确定不同变量对反应速率和产物收率的影响。虽然可能会进行一些优化，但它们会执行优化过程，以确保在足够的时间内以节能的方式生产足够的产品。

　　14、有机化学

　　碳化合物的化学如此重要，以至于它形成了化学的一个独立分支。各种各样的碳化合物是可能的，因为碳原子可以形成由碳碳键连接的链和环。化学的这一分支得名于有机化合物的主要来源是生物，或来自植物和动物的曾经有生命的物质。这些来源包括石化工业主要原料来源的化石燃料。化学家能够提取有机分子，并以多种方式对其进行修饰，以制造新的有用的材料，如聚合物、药物、香水和调味品、染料和洗涤剂。

　　15、化学分析

　　分析师开发了一系列定性测试来检测特定的化学物质。这些测试基于产生具有独特性质的气体、颜色变化或以沉淀物形式出现的不溶性固体的反应。仪器方法提供了快速、灵敏和准确的分析化学物质的手段，并且在被分析的化学物质量很小时特别有用。法医科学家和药物控制科学家在工作中依赖这种仪器方法。

　　16、大气化学

　　地球的大气层是动态的，永远在变化。这些变化的原因有时是人为的，有时是许多自然周期的一部分。科学家使用非常复杂的软件来预测天气和气候变化，因为有许多变量可以影响这一点。空气污染物水平上升导致的问题需要科学家和工程师开发有助于减少人类活动影响的解决方案。

　　17、使用资源

　　工业利用地球的自然资源制造有用的产品。为了可持续经营，需要寻求在这些产品的生产中最大限度地减少有限资源的使用、能源的使用、浪费和环境影响。化学家还致力于开发在产品使用寿命结束时处理产品的方法，以确保材料和储存的能量得到利用。污染、废物处理和改变土地用途对环境有重大影响，环境化学家研究人类活动如何影响地球的自然循环，以及如何将破坏性影响降至最低。

　　三、物理学部分

　　18、活力

　　能源的概念出现在19世纪。这个想法被用来解释蒸汽机的输出功，然后推广到理解其他热机。它也成为理解化学反应和生物系统的关键工具。化石燃料的使用限制和全球变暖是本世纪的关键问题。物理学家和工程师正在努力寻找减少能源消耗的方法。

　　19、电流

　　电荷在任何地方都是物质的基本属性。了解导体、半导体和绝缘体微观结构的差异，就有可能设计元件和构建电路。许多电路由市电供电，但便携式电子设备必须使用某种电池。电力使现代世界充满了人造光和声音、信息和娱乐、遥感和控制。电磁学的基本原理是由19世纪的科学家研究出来的。然而，发电站和所有机器一样，寿命有限。如果我们都继续需求更多的电力这意味着每一代人都要建设新的发电站——但是什么样的发电站组合能够保证可持续的未来呢?

　　20、物质的粒子模型

　　粒子模型被广泛用于预测固体、液体和气体的行为，这在日常生活中有许多应用。它有助于我们解释广泛的观察，工程师在设计承受高压和高温的船只时，如潜艇和航天器，会使用这些原则。这也解释了为什么在高山上泡一杯好茶很难!

　　21、原子结构

　　电离辐射是危险的，但是非常有用。虽然放射性是在一个多世纪前被发现的，但许多核物理学家花了几十年才理解原子的结构、核力和稳定性。早期的研究人员受到电离辐射的影响。辐射防护规则最早于20世纪30年代出台，随后改善了。今天，放射性物质被广泛用于医学、工业、农业和发电。

　　22、势力

　　工程师在设计各种各样的机器和仪器时会分析力，从公路桥和游乐场游乐设施到原子力显微镜。任何机械的东西都可以用这种方法分析。假肢的最新发展利用力的分析使运动成为可能。

　　23、波

　　波浪行为在自然和人造系统中都很常见。波把能量从一个地方带到另一个地方，也可以携带信息。设计舒适和安全的结构，如桥梁、房屋和音乐表演大厅，需要了解机械波。成像和通信系统等现代技术展示了我们如何最大限度地利用电磁波。

　　24、磁性和电磁学

　　电磁效应广泛应用于各种设备中。工程师们利用了这样一个事实，即在线圈中运动的磁铁可以产生电流，而且当电流绕过磁铁时，它可以产生运动。这意味着涉及控制或通信的系统可以充分利用这一点。

　　以上就是有关GCSE独立科学课程内容的总结，由于Triple Science的内容比double更深入，所以这也使得学生从GCSE到A-level科学的过渡也更加顺利;