SCI.PS:物理科学
科学。PS1:学生利用科学和工程实践，横切概念，以及对物质及其相互作用的理解来理解现象和解决问题。
HS-PS1-1::利用周期表作为模型，根据原子最外层能级的电子模式来预测元素的相对性质。
元素构建器
用质子、中子和电子来制造元素。随着质子、中子和电子数量的变化，元素的名称和符号、Z、N和A数字、电子点图以及周期表中的基团和周期等信息就会显示出来。每种元素被分为金属、类金属或非金属，并给出了其在室温下的状态。5分钟预告
HS-PS1-2::根据原子最外层电子状态、元素周期表的趋势和化学性质模式的知识，构建并修改对简单化学反应结果的解释。
离子键
模拟各种金属和非金属之间的离子键。选择一个金属原子和一个非金属原子，将电子从一个原子转移到另一个原子。观察获得和失去电子对电荷的影响，并重新排列原子以表示分子结构。额外的金属和非金属原子可以添加到屏幕上，由此产生的化学式可以显示出来。5分钟预告
HS-PS1-3:计划并进行调查，以收集证据，比较物质在大尺度上的结构，从而推断粒子之间的电作用力强度。
熔点
每种物质都有独特的转变点，即一个相(固体、液体或气体)转变到另一个相的温度。使用一个真实的熔点仪器来测量不同物质的熔点，沸点和/或升华点，并观察这些相变在微观水平上的样子。基于这些过渡点，可以推断将这些物质结合在一起的力的相对强度。5分钟预告
HS-PS1-4::建立一个模型来说明化学反应系统中能量的释放或吸收取决于总键能的变化。
感受热浪
你曾经用过手套加热器来保暖吗?用即时冷敷来治疗伤口怎么样?在感受热的小发明中，用各种溶解在水中的盐和不同的包材料制作你自己的冷热包。了解放热和吸热过程，以及当键断裂和新键形成时，能量是如何被吸收或释放的。5分钟预告
HS-PS1-5:应用科学原理和证据来解释改变反应粒子的温度或浓度对反应发生速度的影响。
HS-PS1-6:细化化学系统的设计，具体说明在平衡状态下产生更多产品的条件变化。
平衡与浓度
观察可逆反应中反应物和生成物是如何相互作用的。每种物质的初始量都可以控制，同时也可以控制腔室的压力。随着时间的推移，每个反应物和生成物的量、浓度和分压可以被跟踪，因为反应朝着平衡的方向进行。5分钟预告
HS-PS1-7::使用数学表示来支持在化学反应中原子和质量守恒的主张。
摩尔
理解摩尔的定义，通过在天平中加入原子或公式单位，直到质量(克)等于原子或公式单位的质量，来确定阿伏伽德罗常数。操作一个概念模型，以了解粒子的数量，摩尔数和质量是如何相关的。然后使用量纲分析来转换粒子、摩尔和质量。5分钟预告
HS-PS1-8::建立模型来说明在裂变、聚变和放射性衰变过程中原子核的组成和释放的能量的变化。
平均原子质量
元素周期表中列出的每个元素的原子质量实际上是该元素所有不同同位素的加权平均质量。在平均原子质量小装置中，使用质谱仪将一种元素分离成其同位素。然后，通过考虑每个同位素的质量和丰度来计算平均原子质量。5分钟预告
半衰期
研究放射性物质的衰变。半衰期和放射性原子的数量可以调整，并且可以观察到理论或随机衰变。可以使用动态图、条形图和表格直观地解释数据。确定两个样品同位素的半衰期以及随机生成半衰期的样品。5分钟预告
科学。PS2:学生利用科学和工程实践、横切概念以及对力、相互作用、运动和稳定性的理解来理解现象并解决问题。
SCI.PS2。答:力与运动
SCI.PS2.A.h。i::运动和运动中的变化可以用速度、速度和加速度(包括加速、减速和/或改变方向)的概念来定量描述。
距离-时间图-度量
创建一个跑步者的位置与时间的图表，并根据你所做的图表观察跑步者完成40米冲刺。注意这条线的斜率和跑步者的速度之间的联系。如果直线的斜率为0，跑步者会怎么做?如果斜率是负的呢?添加第二个runner(第二个图形)，并将现实世界的含义连接到两个图形的交集。5分钟预告
喂猴子(抛射动作)
向树上的猴子发射香蕉炮。香蕉从大炮射出的那一刻，猴子从树上掉了下来。确定大炮的瞄准位置，让猴子抓住香蕉。大炮的位置，发射角度和香蕉的初始速度可以改变。学生可以观察到猴子和香蕉的速度矢量和路径。5分钟预告
自由落体实验
研究一个物体落到地面时的运动。各种各样的物体可以被比较，它们的运动可以在真空、正常空气和密度较大的空气中观察到。位置、速度和加速度随着时间的推移而测量，并且可以显示物体上的力。使用手动设置，可以调整物体的质量、半径、高度和初始速度，以及空气密度和风。5分钟预告
HS-PS2-1::分析数据来支持牛顿第二运动定律描述了宏观物体上的合力、质量和加速度之间的数学关系。
阿特伍德机
用滑轮上的无质量绳子连接两个物体，测量它们的高度和速度。观察整个模拟过程中作用在每个质量上的力。计算物体的加速度，并将这些计算与牛顿运动定律联系起来。每个物体的质量都可以控制，滑轮的质量和半径也可以控制。5分钟预告
褶皱区
设计一辆汽车，在碰撞中保护测试假人。调整弯曲区域的长度和刚度以及安全单元的刚度，以确定汽车在碰撞过程中会如何变形。增加安全带和/或安全气囊，以防止假人撞到方向盘。三种不同的车身类型(轿车、SUV和超小型)可供选择，并且可以使用不同的碰撞速度。5分钟预告
HS-PS2-2::使用数学表示(定性和定量)来支持物体系统的总动量守恒的主张，当系统上没有合力时。
HS-PS2-3::应用科学和工程思想来设计、评估和改进一种在碰撞过程中使宏观物体受到的力最小化的装置。
HS-PS2-4::利用牛顿万有引力定律和库仑定律的数学表示(定性和定量)来描述和预测物体之间的引力和静电力。
HS-PS2-5::计划并进行调查，以提供电流可以产生磁场以及变化的磁场可以产生电流的证据。
HS-PS2-6:交流关于为什么分子水平结构在设计材料的功能中很重要的科学和技术信息。
科学。学生们利用科学和工程实践、横切概念和对能量的理解来理解现象和解决问题。
HS-PS3-1::创建一个计算模型，当已知系统中其他组分的能量变化和进出系统的能量时，计算系统中一个组分的能量变化。
系统中的能量转换
一个下落的圆柱体与一个旋转的螺旋桨相连，螺旋桨搅动并加热烧杯中的水。圆柱体的质量和高度，以及水的数量和初始温度都可以调节。当能量从一种形式转换为另一种形式时，测量水的温度。5分钟预告
斜面-滚动物体
观察并比较不同形状的物体在斜面上滚动或滑动时的情况。比较每个物体的平移动能和旋转动能的百分比，看看这是如何影响每个物体移动的速度的。每个坡道的坡度可以调节，物体和坡道可以使用各种材料。5分钟预告
HS-PS3-2::开发和使用模型来说明宏观尺度上的能量可以被解释为与粒子(物体)运动相关的能量和与粒子(物体)相对位置相关的能量的组合。
波义耳定律和查尔斯定律
通过进行温度恒定(波义耳定律)和压力保持固定(查尔斯定律)的实验来研究理想气体的性质。压力是通过在容器盖上放置质量来控制的，温度是通过可调的热源来控制的。吕萨克关于压力与温度的定律也可以通过保持体积恒定来探索。5分钟预告
系统中的能量转换
一个下落的圆柱体与一个旋转的螺旋桨相连，螺旋桨搅动并加热烧杯中的水。圆柱体的质量和高度，以及水的数量和初始温度都可以调节。当能量从一种形式转换为另一种形式时，测量水的温度。5分钟预告
斜面-滑动对象
研究在有或没有摩擦的情况下，一块从斜面上滑下的能量和运动。斜坡角度可以变化，可以使用多种材料的块和斜坡。势能和动能报告，当块滑下斜坡。两个实验可以同时进行，当因素变化时比较结果。5分钟预告
HS-PS3-3::设计、制造和改进一种装置，在给定的限制条件下将一种形式的能量转换为另一种形式的能量。
感受热浪
你曾经用过手套加热器来保暖吗?用即时冷敷来治疗伤口怎么样?在感受热的小发明中，用各种溶解在水中的盐和不同的包材料制作你自己的冷热包。了解放热和吸热过程，以及当键断裂和新键形成时，能量是如何被吸收或释放的。5分钟预告
HS-PS3-4::计划并进行调查，以提供证据，证明当两个不同温度的组件在封闭系统内组合时，热能的传递会导致系统中组件之间的能量分布更均匀(热力学第二定律)。
量热法实验室
研究当不同物质与水混合时，如何使用量热法来找到相对比热值。修改初始质量和温度值以查看对系统的影响。这些物质的一种或任何一种组合都可以与水混合。动态图(温度与时间)显示了混合后各个物质的温度。5分钟预告
传导与对流
两个烧瓶盛着彩色的水，一个黄色，另一个蓝色。设置每个烧瓶的起始温度，选择一种连接烧瓶的材料，看看烧瓶加热或冷却的速度有多快。烧瓶可以连接一个空心管，让烧瓶中的水混合，或者一个固体块，传递热量，但防止混合。5分钟预告
HS-PS3-5::开发和使用两个物体通过电场或磁场相互作用的模型，以说明物体之间的力以及由于相互作用而引起的物体能量的变化。
髓球实验室
带正电荷、负电荷或不带电荷的髓球悬挂在琴弦上。可以调节髓球的电荷和质量，以及弦的长度，这将使髓球改变位置。随着变量的调整，可以测量距离，并且可以显示作用在球上的力(库仑和引力)。5分钟预告
科学。PS4:学生利用科学和工程实践、横切概念以及对波及其在信息传递技术中的应用的理解来理解现象和解决问题。
HS-PS4-1::使用数学表示来支持在各种介质中传播的波的频率、波长和速度之间的关系。
HS-PS4-3::评估电磁辐射可以用波模型或粒子模型来描述，并且在某些情况下一种模型比另一种模型更有用这一观点背后的主张、证据和推理。
HS-PS4-4:评估已发表材料中关于不同频率的电磁辐射被物质吸收时所产生影响的声明的有效性和可靠性。
HS-PS4-5::就一些技术设备如何利用波的行为原理以及波与物质的相互作用原理来传输和捕获信息和能量进行技术信息交流。
相关性最近修订:2020年9月16日
关于STEM案例
学生们将扮演一名试图解决现实问题的科学家。他们使用科学实践来收集和分析数据，并在解决问题时形成和检验假设。
每个STEM案例都使用实时报告来展示学生的实时成绩。
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根据案例的不同，学生完成案例需要30-90分钟。
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