在GCSE科學(xué)課程中有獨立科學(xué)(Single Science)和組合科學(xué)(Combined Science)兩種選擇。在上篇文章已經(jīng)為大家介紹了gcse組合科學(xué)課程，本文為大家介紹一下GCSE獨立科學(xué)課程。

與組合科學(xué)相比，獨立科學(xué)學(xué)習(xí)的概念更深入，要學(xué)的內(nèi)容也更多，更詳細的學(xué)習(xí)生物、化學(xué)、物理三門科目。

一、生物部分

1、細胞生物學(xué)

細胞是所有生命形式的基本單位。在本節(jié)中，主要學(xué)習(xí)不同類型細胞之間的結(jié)構(gòu)差異如何使它們能夠在生物體中執(zhí)行特定的功能。細胞的這些差異是由細胞核中的基因控制的。一個有機體要生長，細胞必須通過有絲分裂分裂，產(chǎn)生兩個新的相同的細胞。如果在細胞變得過于特化之前，在生長的早期階段將其分離出來，它們就能保持生長成一系列不同類型細胞的能力。這種現(xiàn)象導(dǎo)致了干細胞技術(shù)的發(fā)展。這是一個新的醫(yī)學(xué)分支，允許醫(yī)生通過從干細胞中生長新的組織來修復(fù)受損的器官。

2、組織

在本節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)為人體提供營養(yǎng)的消化系統(tǒng)和為人體提供氧氣并排除二氧化碳的呼吸系統(tǒng)。在每種情況下，它們都提供了溶解的物質(zhì)，需要通過循環(huán)系統(tǒng)在血液中快速移動。對這些系統(tǒng)的任何破壞都可能使人衰弱，甚至是致命的。

盡管外科技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進步，特別是在冠狀動脈疾病方面，如果人們通過改善飲食和生活方式來降低患心臟病的風(fēng)險，那么許多干預(yù)措施都是不必要的。本單元，我們還將了解植物的運輸系統(tǒng)如何依賴于環(huán)境條件，以確保葉片細胞獲得光合作用所需的水和二氧化碳。

3、感染和反應(yīng)

病原體是在動物和植物中引起傳染病的微生物，如病毒和細菌。它們依靠宿主來提供生長和繁殖所需的條件和營養(yǎng)。它們經(jīng)常產(chǎn)生毒素，損害組織，讓我們感覺不舒服。本節(jié)將探討我們?nèi)绾瓮ㄟ^減少與疾病的接觸來避免疾病，以及身體如何利用屏障來對抗病原體。一旦進入體內(nèi)，我們的免疫系統(tǒng)就會被觸發(fā)，這通常足以摧毀病原體并預(yù)防疾病。當(dāng)面臨異?；蛭ｋU疾病的風(fēng)險時，我們身體的自然系統(tǒng)可以通過接種疫苗得到增強。

4、生物能學(xué)

在這一節(jié)中，我們將探索植物如何在光合作用中利用太陽能來制造食物。這個過程釋放了在地球大氣中積累了數(shù)百萬年的氧氣。動物和植物都使用這種氧氣來氧化食物，這一過程被稱為有氧呼吸，它傳遞生物體執(zhí)行其功能所需的能量。

相反，無氧呼吸不需要氧氣來傳遞能量。在劇烈運動時，人體無法為細胞提供足夠的氧氣，于是就會進行無氧呼吸。這個過程將提供能量，但也會導(dǎo)致肌肉中乳酸的積累，從而導(dǎo)致疲勞。

5、穩(wěn)態(tài)和反應(yīng)

體內(nèi)的細胞只能在狹窄的物理和化學(xué)極限內(nèi)生存。它們需要恒定的溫度和酸堿度，以及恒定的溶解食物和水的供應(yīng)。為了要做到這一點，身體需要不斷監(jiān)控和調(diào)整血液和組織成分的控制系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)包括感知變化的受體和帶來變化的效應(yīng)器。

在這一節(jié)中，我們將探索神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及它如何帶來快速反應(yīng)。我們還將探索激素系統(tǒng)，它通常會帶來慢得多的變化。荷爾蒙的協(xié)調(diào)在生殖中特別重要，因為它控制著月經(jīng)周期。對激素在生殖中的作用的理解使得科學(xué)家們不僅開發(fā)了避孕藥物，還開發(fā)了可以提高生育能力的藥物。

6、傳承、變異和進化

在本節(jié)中，我們將發(fā)現(xiàn)染色體的數(shù)量如何在減數(shù)分裂過程中減半，然后與性伴侶的新基因結(jié)合產(chǎn)生獨特的后代?；蛲蛔兂掷m(xù)發(fā)生，在極少數(shù)情況下會影響動物或植物的功能。這些突變可能是破壞性的，并導(dǎo)致許多遺傳疾病或死亡。一個新的突變很少是有益的，因此會導(dǎo)致個體健康水平的提高。突變和有性生殖產(chǎn)生的變異是自然選擇的基礎(chǔ);這就是物種進化的方式。對這些過程的理解使科學(xué)家能夠通過選擇性育種進行干預(yù)，生產(chǎn)出具有偏好特征的牲畜。一旦產(chǎn)生了植物或動物的新品種，就有可能克隆個體來產(chǎn)生更多數(shù)量的相同個體，這些個體都具有有利的特征?？茖W(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如何從一個物種中獲取基因，并通過一種叫做基因工程的過程將其引入另一個物種的基因組中。盡管這項技術(shù)可以提供巨大的潛在利益，基因改造仍然極具爭議。

7、生態(tài)學(xué)

太陽是穿過生態(tài)系統(tǒng)的能量來源。包括碳和水在內(nèi)的物質(zhì)不斷被生物循環(huán)利用，通過動物、植物和分解微生物的呼吸作用釋放出來，并被植物在光合作用中吸收。所有物種都生活在由復(fù)雜的動物和植物群落組成的生態(tài)系統(tǒng)中，它們相互依賴，并適應(yīng)特定的條件，包括生物和非生物條件。這些生態(tài)系統(tǒng)提供支持人類生活和持續(xù)發(fā)展的基本服務(wù)。為了繼續(xù)從這些服務(wù)中受益，人類需要以可持續(xù)的方式與環(huán)境互動。

在本節(jié)中，我們將探討人類如何威脅生物多樣性以及支持生物多樣性的自然系統(tǒng)。我們還將考慮我們需要采取的一些行動，以確保我們未來的健康、繁榮和福祉。

二、化學(xué)部分

8、原子結(jié)構(gòu)和周期表

元素周期表為化學(xué)家提供了已知化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組織，它們可以從中理解它們的物理和化學(xué)性質(zhì)。元素周期表和原子結(jié)構(gòu)模型的歷史發(fā)展提供了很好的例子，說明隨著新證據(jù)的出現(xiàn)，科學(xué)思想和解釋是如何隨著時間的推移而發(fā)展的?，F(xiàn)代元素周期表中元素的排列可以用原子結(jié)構(gòu)來解釋，這為電子處于能級的核原子模型提供了證據(jù)。

9、物質(zhì)的結(jié)合、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

化學(xué)家用結(jié)構(gòu)和鍵的理論來解釋材料的物理和化學(xué)性質(zhì)。對結(jié)構(gòu)的分析表明，原子可以以各種方式排列，其中一些是分子結(jié)構(gòu)，而另一些是巨型結(jié)構(gòu)。成鍵理論解釋了原子是如何在這些結(jié)構(gòu)中結(jié)合在一起的?？茖W(xué)家利用這種結(jié)構(gòu)和結(jié)合的知識來設(shè)計具有理想性能的新材料。這些材料的特性可以在一系列不同的技術(shù)中提供新的應(yīng)用。

10、定量化學(xué)

化學(xué)家使用定量分析來確定化合物的分子式和反應(yīng)方程式。有了這些信息，分析人員就可以使用定量方法來確定化學(xué)樣品的純度，并監(jiān)控化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)率。

化學(xué)反應(yīng)可以用各種方式分類。識別不同類型的化學(xué)反應(yīng)使化學(xué)家能夠理解不同的化學(xué)物質(zhì)是如何一起反應(yīng)的，建立模式并對其他化學(xué)物質(zhì)的行為做出預(yù)測?；瘜W(xué)方程式提供了一種表示化學(xué)反應(yīng)的方法，也是化學(xué)家交流化學(xué)思想的重要途徑。

11、化學(xué)變化

對化學(xué)變化的理解始于人們開始以系統(tǒng)的方式對化學(xué)反應(yīng)進行實驗，并從邏輯上組織實驗結(jié)果。了解這些不同的化學(xué)變化意味著科學(xué)家可以開始準(zhǔn)確預(yù)測會形成什么新物質(zhì)，并利用這些知識開發(fā)各種不同的材料和工藝。它也有助于生物化學(xué)家理解活生物體中發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)。

12、能量變化

能量變化是化學(xué)反應(yīng)的重要組成部分。由于鍵的斷裂和形成，粒子的相互作用經(jīng)常涉及能量的轉(zhuǎn)移。向周圍環(huán)境釋放能量的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而吸收熱能的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。粒子之間的這些相互作用可以產(chǎn)生加熱或冷卻效應(yīng)，這些效應(yīng)被用于一系列日常應(yīng)用中。電解質(zhì)中離子之間的一些相互作用導(dǎo)致了電的產(chǎn)生。電池和電池組利用這些化學(xué)反應(yīng)來提供電能。電也可以用來分解離子物質(zhì)，是生產(chǎn)昂貴的元素的有用手段，無法通過其他方式提取。

13、化學(xué)變化的速度和程度

化學(xué)反應(yīng)可以以截然不同的速度發(fā)生。雖然化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)性是化學(xué)反應(yīng)進行速度的一個重要因素，但是有許多變量可以被操縱來加速或減慢它們?；瘜W(xué)反應(yīng)也可能是可逆的，因此需要確定不同變量的影響，以確定如何最大化所需產(chǎn)品的產(chǎn)率。理解伴隨化學(xué)反應(yīng)的能量變化對這個過程很重要。在工業(yè)中，化學(xué)家和化學(xué)工程師確定不同變量對反應(yīng)速率和產(chǎn)物收率的影響。雖然可能會進行一些優(yōu)化，但它們會執(zhí)行優(yōu)化過程，以確保在足夠的時間內(nèi)以節(jié)能的方式生產(chǎn)足夠的產(chǎn)品。

14、有機化學(xué)

碳化合物的化學(xué)如此重要，以至于它形成了化學(xué)的一個獨立分支。各種各樣的碳化合物是可能的，因為碳原子可以形成由碳碳鍵連接的鏈和環(huán)。化學(xué)的這一分支得名于有機化合物的主要來源是生物，或來自植物和動物的曾經(jīng)有生命的物質(zhì)。這些來源包括石化工業(yè)主要原料來源的化石燃料?；瘜W(xué)家能夠提取有機分子，并以多種方式對其進行修飾，以制造新的有用的材料，如聚合物、藥物、香水和調(diào)味品、染料和洗滌劑。

15、化學(xué)分析

分析師開發(fā)了一系列定性測試來檢測特定的化學(xué)物質(zhì)。這些測試基于產(chǎn)生具有獨特性質(zhì)的氣體、顏色變化或以沉淀物形式出現(xiàn)的不溶性固體的反應(yīng)。儀器方法提供了快速、靈敏和準(zhǔn)確的分析化學(xué)物質(zhì)的手段，并且在被分析的化學(xué)物質(zhì)量很小時特別有用。法醫(yī)科學(xué)家和藥物控制科學(xué)家在工作中依賴這種儀器方法。

16、大氣化學(xué)

地球的大氣層是動態(tài)的，永遠在變化。這些變化的原因有時是人為的，有時是許多自然周期的一部分?？茖W(xué)家使用非常復(fù)雜的軟件來預(yù)測天氣和氣候變化，因為有許多變量可以影響這一點?？諝馕廴疚锼缴仙龑?dǎo)致的問題需要科學(xué)家和工程師開發(fā)有助于減少人類活動影響的解決方案。

17、使用資源

工業(yè)利用地球的自然資源制造有用的產(chǎn)品。為了可持續(xù)經(jīng)營，需要尋求在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)中最大限度地減少有限資源的使用、能源的使用、浪費和環(huán)境影響?；瘜W(xué)家還致力于開發(fā)在產(chǎn)品使用壽命結(jié)束時處理產(chǎn)品的方法，以確保材料和儲存的能量得到利用。污染、廢物處理和改變土地用途對環(huán)境有重大影響，環(huán)境化學(xué)家研究人類活動如何影響地球的自然循環(huán)，以及如何將破壞性影響降至最低。

三、物理學(xué)部分

18、活力

能源的概念出現(xiàn)在19世紀(jì)。這個想法被用來解釋蒸汽機的輸出功，然后推廣到理解其他熱機。它也成為理解化學(xué)反應(yīng)和生物系統(tǒng)的關(guān)鍵工具。化石燃料的使用限制和全球變暖是本世紀(jì)的關(guān)鍵問題。物理學(xué)家和工程師正在努力尋找減少能源消耗的方法。

19、電流

電荷在任何地方都是物質(zhì)的基本屬性。了解導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體微觀結(jié)構(gòu)的差異，就有可能設(shè)計元件和構(gòu)建電路。許多電路由市電供電，但便攜式電子設(shè)備必須使用某種電池。電力使現(xiàn)代世界充滿了人造光和聲音、信息和娛樂、遙感和控制。電磁學(xué)的基本原理是由19世紀(jì)的科學(xué)家研究出來的。然而，發(fā)電站和所有機器一樣，壽命有限。如果我們都繼續(xù)需求更多的電力這意味著每一代人都要建設(shè)新的發(fā)電站——但是什么樣的發(fā)電站組合能夠保證可持續(xù)的未來呢?

20、物質(zhì)的粒子模型

粒子模型被廣泛用于預(yù)測固體、液體和氣體的行為，這在日常生活中有許多應(yīng)用。它有助于我們解釋廣泛的觀察，工程師在設(shè)計承受高壓和高溫的船只時，如潛艇和航天器，會使用這些原則。這也解釋了為什么在高山上泡一杯好茶很難!

21、原子結(jié)構(gòu)

電離輻射是危險的，但是非常有用。雖然放射性是在一個多世紀(jì)前被發(fā)現(xiàn)的，但許多核物理學(xué)家花了幾十年才理解原子的結(jié)構(gòu)、核力和穩(wěn)定性。早期的研究人員受到電離輻射的影響。輻射防護規(guī)則最早于20世紀(jì)30年代出臺，隨后改善了。今天，放射性物質(zhì)被廣泛用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和發(fā)電。

22、勢力

工程師在設(shè)計各種各樣的機器和儀器時會分析力，從公路橋和游樂場游樂設(shè)施到原子力顯微鏡。任何機械的東西都可以用這種方法分析。假肢的最新發(fā)展利用力的分析使運動成為可能。

23、波

波浪行為在自然和人造系統(tǒng)中都很常見。波把能量從一個地方帶到另一個地方，也可以攜帶信息。設(shè)計舒適和安全的結(jié)構(gòu)，如橋梁、房屋和音樂表演大廳，需要了解機械波。成像和通信系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)展示了我們?nèi)绾巫畲笙薅鹊乩秒姶挪ā?/p>

24、磁性和電磁學(xué)

電磁效應(yīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中。工程師們利用了這樣一個事實，即在線圈中運動的磁鐵可以產(chǎn)生電流，而且當(dāng)電流繞過磁鐵時，它可以產(chǎn)生運動。這意味著涉及控制或通信的系統(tǒng)可以充分利用這一點。

【微語】留學(xué)是一條漫長的路，不要因小失大。在留學(xué)中，你可以感悟人生，體驗文化，磨礪意志，陶冶情操，但千萬不要迷失方向。