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1.1 : Ce que savaient nos ancêtres - Biologie


Compétences à développer

  • Décrivez comment nos ancêtres ont amélioré la nourriture grâce à l'utilisation de microbes invisibles
  • Décrivez comment les causes de la maladie étaient expliquées dans les temps anciens, avant l'invention du microscope
  • Décrire les événements historiques clés associés à la naissance de la microbiologie

Note clinique - PARTIE 1

Cora, une avocate de 41 ans et mère de deux enfants, a récemment souffert de violents maux de tête, d'une forte fièvre et d'une raideur de la nuque. Son mari, qui a accompagné Cora pour voir un médecin, rapporte que Cora semble également parfois confuse et inhabituellement somnolente. Sur la base de ces symptômes, le médecin soupçonne que Cora peut avoir une méningite, une infection potentiellement mortelle des tissus qui entourent le cerveau et la moelle épinière.

La méningite a plusieurs causes potentielles. Elle peut être provoquée par des bactéries, des champignons, des virus ou même une réaction à des médicaments ou une exposition à des métaux lourds. Bien que les personnes atteintes de méningite virale guérissent généralement d'elles-mêmes, la méningite bactérienne et fongique est assez grave et nécessite un traitement.

Figure (PageIndex{1}) : (a) Une ponction lombaire est utilisée pour prélever un échantillon de liquide céphalo-rachidien (LCR) d'un patient à des fins de test. Une aiguille est insérée entre deux vertèbres du bas du dos, appelées région lombaire. (b) Le LCR doit être clair, comme dans cet échantillon. Un LCR anormalement trouble peut indiquer une infection mais doit être testé plus avant pour confirmer la présence de micro-organismes. (crédit b : modification de l'œuvre de James Heilman)

Le médecin de Cora ordonne une ponction lombaire (ponction vertébrale) pour prélever trois échantillons de liquide céphalo-rachidien (LCR) autour de la moelle épinière (Figure (PageIndex{1})). Les échantillons seront envoyés aux laboratoires de trois départements différents pour analyse : chimie clinique, microbiologie et hématologie. Les échantillons seront d'abord examinés visuellement pour déterminer si le LCR est anormalement coloré ou trouble ; puis le LCR sera examiné au microscope pour voir s'il contient un nombre normal de globules rouges et blancs et pour rechercher tout type de cellules anormales. Dans le laboratoire de microbiologie, l'échantillon sera centrifugé pour concentrer toutes les cellules dans un sédiment ; ce sédiment sera étalé sur une lame et coloré avec une coloration de Gram. La coloration de Gram est une procédure utilisée pour différencier deux types différents de bactéries (gram-positives et gram-négatives).

Environ 80 % des patients atteints de méningite bactérienne présenteront des bactéries dans leur LCR avec une coloration de Gram.1La coloration de Gram de Cora n'a révélé aucune bactérie, mais son médecin décide de lui prescrire des antibiotiques au cas où. Une partie de l'échantillon de LCR sera cultivée et placée dans des boîtes spéciales pour voir si des bactéries ou des champignons se développeront. Il faut un certain temps pour que la plupart des micro-organismes se reproduisent en quantités suffisantes pour être détectés et analysés.

Exercice (PageIndex{1})

Quels types de micro-organismes seraient tués par un traitement antibiotique ?

La plupart des gens aujourd'hui, même ceux qui connaissent très peu la microbiologie, connaissent le concept de microbes, ou « germes », et leur rôle dans la santé humaine. Les écoliers découvrent les bactéries, les virus et autres micro-organismes, et beaucoup voient même des spécimens au microscope. Mais il y a quelques centaines d'années, avant l'invention du microscope, l'existence de nombreux types de microbes était impossible à prouver. Par définition, les micro-organismes, ou microbes, sont de très petits organismes ; de nombreux types de microbes sont trop petits pour être vus sans microscope, bien que certains parasites et champignons soient visibles à l'œil nu.

Les humains vivent avec et utilisent des micro-organismes depuis bien plus longtemps qu'ils n'ont pu les voir. Des preuves historiques suggèrent que les humains ont eu une certaine notion de la vie microbienne depuis la préhistoire et ont utilisé cette connaissance pour développer des aliments ainsi que pour prévenir et traiter les maladies. Dans cette section, nous explorerons certaines des applications historiques de la microbiologie ainsi que les débuts de la microbiologie en tant que science.

Aliments et boissons fermentés

Les gens du monde entier ont apprécié les aliments et les boissons fermentés comme la bière, le vin, le pain, le yaourt, le fromage et les légumes marinés pour toute l'histoire enregistrée. Les découvertes de plusieurs sites archéologiques suggèrent que même les peuples préhistoriques ont profité de la fermentation pour préserver et rehausser le goût des aliments. Des archéologues étudiant des pots de poterie d'un village néolithique en Chine ont découvert que les gens fabriquaient une boisson fermentée à partir de riz, de miel et de fruits dès 7000 av.

La production de ces aliments et boissons nécessite une fermentation microbienne, un processus qui utilise des bactéries, des moisissures ou des levures pour convertir les sucres (glucides) en alcool, gaz et acides organiques (Figure (PageIndex{12})). S'il est probable que les gens ont d'abord appris la fermentation par accident, peut-être en buvant du vieux lait caillé ou du vieux jus de raisin qui avait fermenté, ils ont ensuite appris à exploiter le pouvoir de la fermentation pour fabriquer des produits comme le pain, le fromage et le vin.

Figure (PageIndex{2}) : Vue microscopique de Saccharomyces cerevisiae, la levure responsable de la levée du pain (à gauche). La levure est un micro-organisme. Ses cellules métabolisent les glucides de la farine (au milieu) et produisent du dioxyde de carbone, ce qui fait lever le pain (à droite). (crédit au milieu : modification de l'œuvre par Janus Sandsgaard ; crédit à droite : modification de l'œuvre par « MDreibelbis »/Flickr)

L'homme de glace traite

Les humains préhistoriques avaient une compréhension très limitée des causes des maladies, et diverses cultures ont développé des croyances et des explications différentes. Alors que beaucoup croyaient que la maladie était une punition pour avoir irrité les dieux ou était simplement le résultat du destin, des preuves archéologiques suggèrent que les peuples préhistoriques ont tenté de traiter les maladies et les infections. Un exemple de ceci est Ötzi l'homme de glace, une momie de 5300 ans trouvée congelée dans la glace des Alpes de l'Ötzal à la frontière austro-italienne en 1991. Parce qu'Ötzi était si bien préservé par la glace, les chercheurs ont découvert qu'il était infecté. avec les oeufs du parasite Trichuris trichiura, ce qui peut lui avoir causé des douleurs abdominales et de l'anémie. Les chercheurs ont également trouvé des preuves de Borrelia burgdorferi, une bactérie qui cause la maladie de Lyme.3 Certains chercheurs pensent qu'tzi a peut-être essayé de traiter ses infections avec le fruit ligneux du Piptoporus betulinus champignon, qui a été découvert lié à ses biens.4 Ce champignon a des propriétés à la fois laxatives et antibiotiques. Ötzi était également couvert de tatouages ​​​​qui étaient faits en coupant des incisions dans sa peau, en les remplissant d'herbes, puis en brûlant les herbes.5 Il y a des spéculations que cela pourrait avoir été une autre tentative de traiter ses problèmes de santé.

Notions précoces de maladie, de contagion et de confinement

Plusieurs civilisations anciennes semblent avoir compris que la maladie pouvait être transmise par des choses qu'elles ne pouvaient pas voir. Cela est particulièrement évident dans les tentatives historiques de contenir la propagation de la maladie. Par exemple, la Bible fait référence à la pratique de la mise en quarantaine des personnes atteintes de la lèpre et d'autres maladies, suggérant que les gens comprenaient que les maladies pouvaient être transmissibles. Ironiquement, alors que la lèpre est transmissible, c'est aussi une maladie qui progresse lentement. Cela signifie que les gens ont probablement été mis en quarantaine après avoir déjà propagé la maladie à d'autres.

Les anciens Grecs attribuaient la maladie au mauvais air, paludisme, qu'ils appelaient « odeurs miasmatiques ». Ils ont développé des pratiques d'hygiène basées sur cette idée. Les Romains croyaient également à l'hypothèse du miasme et ont créé une infrastructure d'assainissement complexe pour traiter les eaux usées. A Rome, ils construisirent des aqueducs, qui amenaient de l'eau douce dans la ville, et un égout géant, le Cloaque Maxima, qui a emporté les déchets dans le Tibre (Figure (PageIndex{3})). Certains chercheurs pensent que cette infrastructure a aidé à protéger les Romains des épidémies de maladies d'origine hydrique.

Figure (PageIndex{3}): (a) La Cloaca Maxima, ou « le plus grand égout » (en rouge), traversait la Rome antique. C'était une merveille d'ingénierie qui emportait les déchets de la ville vers le Tibre. (b) Ces anciennes latrines se déversaient dans la Cloaca Maxima.

Même avant l'invention du microscope, certains médecins, philosophes et scientifiques ont fait de grands progrès dans la compréhension des forces invisibles – ce que nous appelons maintenant les microbes – qui peuvent provoquer des infections, des maladies et la mort.

Le médecin grec Hippocrate (460-370 av. J.-C.) est considéré comme le « père de la médecine occidentale » (figure (PageIndex{4a})). Contrairement à beaucoup de ses ancêtres et contemporains, il a rejeté l'idée que la maladie était causée par des forces surnaturelles. Au lieu de cela, il a postulé que les maladies avaient des causes naturelles à l'intérieur des patients ou de leur environnement. Hippocrate et ses héritiers auraient écrit leHippocrate Corpus, une collection de textes qui composent certains des livres médicaux les plus anciens.6 Hippocrate est également souvent crédité comme l'auteur du serment d'Hippocrate, pris par les nouveaux médecins pour s'engager à diagnostiquer et traiter les patients sans causer de dommages.

Alors qu'Hippocrate est considéré comme le père de la médecine occidentale, le philosophe et historien grec Thucydide (460-395 av. {4b})). Parmi ses contributions les plus importantes figurent ses observations concernant la peste athénienne qui a tué un tiers de la population d'Athènes entre 430 et 410 av. Ayant lui-même survécu à l'épidémie, Thucydide a fait l'observation importante que les survivants n'étaient pas réinfectés par la maladie, même lorsqu'ils s'occupaient de personnes activement malades.7 Cette observation montre une compréhension précoce du concept d'immunité.

Marcus Terentius Varro (116-27 av. )). Dans Res Rusticae (Sur l'agriculture), publié en 36 av.

. parce que certaines créatures minuscules [animalia minuta] y poussent qui ne peuvent pas être vus par l'œil, qui flottent dans l'air et pénètrent dans le corps par la bouche et le nez et y causent de graves maladies. »8

  • Donnez deux exemples d'aliments qui ont historiquement été produits par les humains à l'aide de microbes.
  • Expliquez comment les connaissances historiques sur la maladie ont contribué aux tentatives de traiter et de contenir la maladie.

La naissance de la microbiologie

Alors que les anciens soupçonnaient peut-être l'existence de « minuscules créatures » invisibles, ce n'est qu'avec l'invention du microscope que leur existence a été définitivement confirmée. Bien qu'on ne sache pas exactement qui a inventé le microscope, un marchand de tissus néerlandais nommé Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) a été le premier à développer une lentille suffisamment puissante pour voir les microbes. En 1675, à l'aide d'un microscope simple mais puissant, Leeuwenhoek a pu observer des organismes unicellulaires, qu'il a qualifiés d'« animalcules » ou de « petites bêtes », nageant dans une goutte d'eau de pluie. D'après ses dessins de ces petits organismes, nous savons maintenant qu'il regardait des bactéries et des protistes. (Nous explorerons plus en détail les contributions de Leeuwenhoek à la microscopie au chapitre 2.)

Près de 200 ans après que van Leeuwenhoek eut son premier aperçu des microbes, « l'âge d'or de la microbiologie » a engendré une foule de nouvelles découvertes entre 1857 et 1914. Deux microbiologistes célèbres, Louis Pasteur et Robert Koch, ont été particulièrement actifs pour faire progresser notre compréhension de la monde invisible des microbes (Figure (PageIndex{5})). Pasteur, un chimiste français, a montré que les souches microbiennes individuelles avaient des propriétés uniques et a démontré que la fermentation est causée par des micro-organismes. Il a également inventé la pasteurisation, un procédé utilisé pour tuer les micro-organismes responsables de la détérioration, et développé des vaccins pour le traitement de maladies, dont la rage, chez les animaux et les humains. Koch, un médecin allemand, a été le premier à démontrer le lien entre un seul microbe isolé et une maladie humaine connue. Par exemple, il a découvert les bactéries qui causent l'anthrax (Bacillus anthracis), le choléra (Vibrio choléra) et la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis).9 Nous discuterons de ces célèbres microbiologistes, et d'autres, dans des chapitres ultérieurs.

Figure (PageIndex{5}) : (a) Louis Pasteur (1822-1895) est crédité de nombreuses innovations qui ont fait progresser les domaines de la microbiologie et de l'immunologie. (b) Robert Koch (1843-1910) a identifié les microbes spécifiques qui causent l'anthrax, le choléra et la tuberculose.

Au fur et à mesure que la microbiologie s'est développée, elle a permis à la discipline plus large de la biologie de se développer et de s'épanouir de manière auparavant inimaginable. Une grande partie de ce que nous savons sur les cellules humaines provient de notre compréhension des microbes, et bon nombre des outils que nous utilisons aujourd'hui pour étudier les cellules et leur génétique dérivent du travail avec les microbes.

  • Comment la découverte des microbes a-t-elle changé la compréhension humaine de la maladie ?

Concepts clés et résumé

  • Les micro-organismes (ou microbes) sont des organismes vivants généralement trop petits pour être vus sans microscope.
  • Tout au long de l'histoire, les humains ont utilisé des microbes pour fabriquer des aliments fermentés tels que la bière, le pain, le fromage et le vin.
  • Bien avant l'invention du microscope, certaines personnes ont émis l'hypothèse que les infections et les maladies étaient propagées par des êtres vivants trop petits pour être vus. Ils ont également correctement compris certains principes concernant la propagation des maladies et de l'immunité.
  • Antonie van Leeuwenhoek, à l'aide d'un microscope, a été le premier à décrire réellement des observations de bactéries, en 1675.
  • Au cours de l'âge d'or de la microbiologie (1857-1914), des microbiologistes, dont Louis Pasteur et Robert Koch, ont découvert de nombreuses nouvelles connexions entre les domaines de la microbiologie et de la médecine.

Notes de bas de page

  1. 1 Rebecca Buxton. « Examen des taches de Gram du liquide céphalo-rachidien - méningite bactérienne. » Société américaine de microbiologie. 2007. http://www.microbelibrary.org/librar...ial-meningitis
  2. 2 P.E. McGovern et al. « Boissons fermentées de la Chine pré- et proto-historique. » Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique 1 non. 51 (2004) : 17593–17598. doi:10.1073/pnas.0407921102.
  3. 3 A. Keller et al. "Nouvelles informations sur l'origine et le phénotype de l'homme de glace tyrolien déduits du séquençage du génome entier."Communication Nature, 3 (2012) : 698. doi : 10.1038/ncomms1701.
  4. 4 L. Capasso. "Il y a 5300 ans, l'homme de glace utilisait des laxatifs naturels et des antibiotiques." La Lancette, 352 (1998) 9143 : 1864. doi : 10.1016/s0140-6736(05) 79939-6.
  5. 5 L. Capasso, L. "Il y a 5300 ans, l'homme de glace utilisait des laxatifs naturels et des antibiotiques." La Lancette, 352 non. 9143 (1998) : 1864. doi : 10.1016/s0140-6736(05)79939-6.
  6. 6 G. Pappas et al. "Aperçu des maladies infectieuses à l'ère d'Hippocrate." Journal international des maladies infectieuses 12 (2008) 4:347-350. doi : http://dx.doi.org/10.1016/j.ijid.2007.11.003.
  7. 7 Thucydide. L'histoire de la guerre du Péloponnèse. Le deuxième livre. 431 av. Traduit par Richard Crawley. http://classics.mit.edu/Thucydides/p....2.second.html.
  8. 8 Plinio Prioreschi. Une histoire de la médecine : la médecine romaine. Lewiston, NY : Edwin Mellen Press, 1998 : p. 215.
  9. 9 h. Blevins et M.S. Bronze. « Robert Koch et l'« âge d'or » de la bactériologie. » Journal international des maladies infectieuses. 14 non. 9 (2010) : e744-e751. doi:10.1016/j.ijid.2009.12.003.

Glossaire

microbe
généralement, un organisme trop petit pour être vu sans microscope ; également connu sous le nom de micro-organisme
micro-organisme
généralement, un organisme trop petit pour être vu sans microscope ; également connu sous le nom de microbe

Donateur

  • Nina Parker, (Université Shenandoah), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) et Brian M. Forster (Université Saint Joseph) avec de nombreux auteurs contributeurs. Contenu original via Openstax (CC BY 4.0 ; accès gratuit sur https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


3.1. Vous achetez des choses dont nous n'avons pas besoin parce que les magasins savent comment utiliser nos peurs contre vous.

3.1.1. La peur a aidé nos ancêtres avec leurs chances de survie

3.1.1.1. Ils devaient agir rapidement lorsqu'une menace se présentait, alors maintenant notre cerveau fait de même dans les bonnes circonstances.

3.1.2. L'amygdale est la partie du cerveau d'où vient la peur.

3.1.2.1. Cet instinct de peur axé sur la survie est si puissant qu'il a même la capacité de ralentir les parties de la pensée rationnelle de notre cerveau.

3.1.2.2. Les entreprises le savent et y jouent fréquemment.

3.1.2.3. Une entreprise de sécurité a diffusé une publicité qui utilisait parfaitement ce mécanisme.

3.1.2.3.1. Pendant qu'une mère prépare le dîner dans la cuisine, ses enfants jouent dehors. Mais la maman ne remarque pas l'homme qui regarde étrangement les enfants.

3.1.2.3.2. Le facteur effrayant de cette publicité était suffisant pour que les gens sortent et achètent les dispositifs de sécurité de l'entreprise.

3.1.2.4. Certaines entreprises utilisent nos peurs contre nous en exagérant à quel point nous avons peur de devenir quelque chose que nous ne voulons pas.

3.1.2.4.1. Ils peuvent le faire en faisant en sorte que les problèmes auxquels nous devons faire face semblent bien pires qu'ils ne le sont en réalité.

3.2. La dépendance peut arriver à n'importe qui, et les entreprises connaissent bien le processus et l'exploitent pour vous inciter à acheter.

3.2.1. Beaucoup d'entre nous ne peuvent pas vivre sans nos téléphones ou nos aliments préférés.

3.2.1.1. C'est un symptôme classique d'une dépendance.

3.2.2. Une étude a révélé l'étendue de l'effet de l'utilisation du téléphone portable par les jeunes Américains sur leur cerveau.

3.2.2.1. Lorsque les appareils des 18-25 ans sonnent, la région du cerveau associée à l'amour s'illumine.

3.2.2.2. En d'autres termes, vous êtes amoureux de votre téléphone, et ce n'est pas par hasard.

3.2.3. Le shopping a les mêmes effets mais est aussi un peu plus sinistre.

3.2.3.1. Le high que l'on peut obtenir en faisant des achats libère de la dopamine, ce qui donne une sensation de bien-être.

3.2.3.2. Mais cela nous pousse à vouloir plus, alors nous dépensons plus. Cela peut être un cycle difficile à briser.

3.2.4. Les entreprises alimentaires connaissent bien cet effet

3.2.4.1. C'est pourquoi ils chargent leurs aliments de graisses et de sucres malsains.

3.2.4.2. Vous obtenez la même poussée de dopamine et la prochaine fois que vous revenez, vous avez besoin de plus pour obtenir la même dose, alors vous en achetez plus.

3.2.5. La recherche sur les rats accros à la nourriture et à la cocaïne a des résultats alarmants.

3.2.5.1. Chez les rats accros à la nourriture, les effets de l'envie ont duré sept fois plus longtemps que les rats toxicomanes

3.2.5.2. Les entreprises le savent et n'hésiteront pas à utiliser la capacité de votre corps à devenir accro contre vous

3.3. Vous effectuez certains achats à cause de la fausse pression des pairs créée par les vendeurs.

3.3.1. C'est dans la nature humaine que nous aimons suivre ce que font les autres.

3.3.1.1. Nos ancêtres survivaient mieux dans les communautés, où il était plus facile de s'intégrer si l'on s'intégrait bien.

3.3.2. Nous apprenons à utiliser certains objets en fonction de ce que nous voyons les autres en faire.

3.3.2.1. Il est également difficile pour nous d'éviter de nous conformer lorsque tout le monde suit un modèle défini.

3.3.2.2. Nous avons tendance à vouloir ce que la plupart des gens ont.

3.3.2.3. La recherche confirme ces trois vérités sur la pression des pairs.

3.3.3. Il pourrait y avoir des produits que vous possédez et que vous pensez devoir avoir.

3.3.3.1. Sans même le savoir, vous pensez peut-être que vous avez besoin de cet iPhone ou de ce sac à main de marque, car tout le monde en a besoin.

3.3.3.2. Mais ces articles de fantaisie ne signifient pas que vous êtes unique ou à la mode, c'est vous qui succombez aux entreprises qui profitent de votre psychologie sans que vous le sachiez.

3.3.4. Les avis sont l'un des meilleurs outils que les entreprises utilisent pour simuler la pression des pairs.

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3.3.4.1.1. Jusqu'à 25% d'entre eux sont faux !

3.3.5. Nous sommes également fous des articles sur les listes de best-sellers, car nous pensons que cela signifie qu'ils ont de la valeur.


Partie 1 Aperçu

  1. L'unité fondamentale de la vie
  2. Une hiérarchie imbriquée d'espèces
  3. Détermination indépendante de la phylogénie historique
    • Statistiques des phylogénies incongrues
  4. Formes intermédiaires et transitionnelles
    • Reptiles-oiseaux
    • Reptiles-mammifères
    • Singes-humains
    • Baleines à pattes
    • Vaches à pattes
  5. Chronologie des ancêtres communs
  • Les références

L'étude du GCSE Applied Science (Double Award) donne un aperçu et une expérience du fonctionnement de la science tout en stimulant la curiosité des apprenants et en les encourageant à développer une compréhension de la science, de ses applications et de sa relation avec l'individu et la société. Il devrait également préparer les candidats à prendre des décisions éclairées sur les possibilités d'études et de formation complémentaires en sciences appliquées.

Cette spécification WJEC GCSE Applied Science (Double Award) permettra aux apprenants de développer :

  • connaissance et compréhension essentielles des différents domaines de la science et de leurs relations les uns avec les autres
  • connaissance et compréhension de la science et de ses applications
  • intérêt et enthousiasme pour la science, y compris le développement d'un intérêt pour des études plus approfondies et des carrières associées à la science
  • compétence et confiance dans une variété de compétences pratiques, mathématiques et de résolution de problèmes
  • compréhension de la démarche scientifique
  • compétences pratiques, de résolution de problèmes, d'enquête et de modélisation scientifique et compréhension en laboratoire et dans des contextes liés au travail
  • compréhension des relations entre les données, les preuves et les explications et leur capacité à évaluer les méthodes, les preuves et les conclusions scientifiques
  • compréhension de la façon dont la société prend des décisions sur les questions scientifiques
  • compétences en communication, mathématiques et technologiques dans des contextes scientifiques

Ce que les étudiants apprendront et la pondération de l'examen

ÉNERGIE, RESSOURCES et ENVIRONNEMENT

Examen écrit:

1h30

22,5% de qualification

Examen à l'été de la 10e année

Cette unité comprend les sujets suivants :

1.1 Énergie et vie

1.1.1 La cellule et la respiration

1.1.2 Obtention du matériel pour la respiration

1.2 Vie moderne et énergie

1.2.1 Concepts énergétiques sous-jacents

1.2.2 Production d'électricité

1.2.4 Construire des circuits électriques

1.3 Obtenir des ressources de notre planète

1.3.1 Obtenir de l'eau propre

1.3.3 Production de composés utiles en laboratoire

ESPACE, SANTÉ et VIE

Examen écrit:

1h30

22,5% de qualification

Examen à l'été de la 10e année

Cette unité comprend les sujets suivants :

2.1. Notre planète

2.1.1 Notre place dans l'Univers

2.1.3 Transfert et recyclage des nutriments

2.2. Protéger notre environnement

2.3. Santé, forme et sport

2.3.1 Facteurs affectant la santé humaine

2.3.2 Diagnostic et traitement

2.3.4 Exercice et forme physique chez l'homme

ALIMENTATION, MATÉRIAUX et PROCESSUS

Examen écrit:

1h30

25% de qualification

Examen à l'été de la 11e année

ACTIVITÉ 1 - Réaliser une enquête pratique dans un domaine scientifique appliqué

contexte (45 points)

Les apprenants formuleront un plan, analyseront et évalueront les données, sous un haut niveau de contrôle. Les apprenants doivent travailler individuellement et aucune rétroaction ou assistance de l'enseignant n'est

autorisé. Lors de l'obtention des résultats, les apprenants seront autorisés à travailler en groupes de trois maximum, sous un niveau de contrôle limité (à condition que leurs plans soient suffisamment similaires). L'aide de l'enseignant ne devrait normalement pas être requise, mais elle peut être fournie si

une défaillance de l'équipement se produit. L'activité 1 sera complétée en trois sessions d'une durée de 60 minutes.

ACTIVITÉ 2 - Analyse de données dans un contexte scientifique appliqué (15 points)

L'activité 2 sera réalisée sous un haut niveau de contrôle et sera achevée en une

séance d'une durée de 60 minutes. Les apprenants doivent travailler individuellement et aucune rétroaction ou assistance de l'enseignant n'est autorisée.

Les apprenants analyseront des données qui leur permettront de développer les compétences qui leur permettront de :

  • utiliser des méthodes mathématiques pour analyser des données
  • tirer des conclusions fondées sur des preuves
  • évaluer la qualité des preuves fournies
  • évaluer les méthodes
  • suggérer des améliorations.

ÉVALUATION BASÉE SUR LES TÂCHES

20% des diplômes

Examen à l'été de la 11e année

L'évaluation consiste en Trois Activités:

ACTIVITÉ 1 - Réaliser une enquête pratique dans un domaine scientifique appliqué

contexte (35 points)

Les apprenants formuleront un plan, analyseront et évalueront les données, sous un haut niveau de

contrôler. Les apprenants doivent travailler individuellement et aucune rétroaction ou assistance de l'enseignant n'est

autorisé. Lors de l'obtention des résultats, les apprenants seront autorisés à travailler en groupes de trois maximum, sous un niveau de contrôle limité (à condition que leurs plans soient suffisamment similaires). L'aide de l'enseignant ne devrait normalement pas être requise, mais peut être fournie en cas de défaillance de l'équipement. L'activité 1 sera complétée en trois sessions d'une durée de 60 minutes.

ACTIVITÉ 2 - Analyse de données dans un contexte scientifique appliqué (15 points)

Ceci sera effectué sous un haut niveau de contrôle et sera complété en une session d'une durée de 60 minutes. Les apprenants doivent travailler individuellement et aucun enseignant

les commentaires ou l'assistance sont autorisés.

Les apprenants analyseront des données qui leur permettront de développer les compétences qui leur permettront de :

  • utiliser des méthodes mathématiques pour analyser des données
  • tirer des conclusions fondées sur des preuves
  • évaluer la qualité des preuves fournies
  • évaluer les méthodes
  • suggérer des améliorations

ACTIVITÉ 3 - Évaluation des risques (10 points)

Ceci sera effectué sous un haut niveau de contrôle et sera complété en une session d'une durée de 60 minutes. Les apprenants doivent travailler individuellement et aucun enseignant

les commentaires ou l'assistance sont autorisés.

Les apprenants évalueront les risques associés à la collecte de données numériques et autres

et gérer les risques en utilisant des techniques pratiques, en appliquant des procédures standard

et résoudre des problèmes pratiques. Ils développeront les compétences leur permettant de :

  • utiliser des « fiches de sécurité » chimiques pour identifier les risques chimiques
  • identifier les risques qui découlent de la mise en œuvre des procédures
  • suggérer des mesures de contrôle pour réduire les risques
  • effectuer des évaluations des risques
  • suivre les procédures de santé et de sécurité pour gérer les risques.

ÉVALUATION PRATIQUE

10% de qualification

Cette évaluation sera effectuée entre janvier et février de l'année 11

Chaque tâche comprend deux sections :

Section A - Obtention des résultats (6 points)

Les apprenants seront autorisés à travailler en groupes de trois maximum, pour obtenir des résultats de

une méthode expérimentale donnée. Cela sera effectué sous un niveau de contrôle limité, c'est-à-dire

les apprenants peuvent travailler avec d'autres pour obtenir des résultats, mais ils doivent fournir leurs propres

réponses aux questions posées. L'aide de l'enseignant ne devrait normalement pas être requise, mais

peut être donné en cas de défaillance de l'équipement. La section A sera complétée en une session de

Section B - Analyser et évaluer les résultats (24 points)

Les apprenants seront évalués sur leur capacité à analyser et évaluer les données obtenues dans

section A. Ils auront besoin d'accéder à leur évaluation de la section A afin de compléter

cette. La section B sera réalisée sous un haut niveau de contrôle, c'est-à-dire que les apprenants doivent travailler

individuellement. Cette section doit être complétée sans commentaires ni aide de l'enseignant

autorisé et sous contrôle formel. La section B sera complétée en une session de 60

Dans les examens des unités 1-3, les apprenants doivent :

Démontrer une connaissance et une compréhension des idées, des processus et des techniques scientifiques

Appliquer les connaissances et la compréhension des idées, des processus, des techniques et des

Analyser, interpréter et évaluer les informations, idées et preuves scientifiques, y compris

  • porter des jugements et tirer des conclusions
  • développer et affiner la conception et les procédures pratiques

Le tableau ci-dessous présente la pondération de chaque objectif d'évaluation pour chaque unité et

la qualification dans son ensemble.

Vocabulaire clé:

Mots essentiels pour que les élèves puissent expliquer et utiliser

Le document du lien ci-dessous est essentiel pour permettre aux élèves d'accéder aux termes clés utilisés dans le développement et l'évaluation des travaux pratiques spécifiés. Il s'agit d'une ressource de révision inestimable en vue de la préparation de l'unité 3 et de l'évaluation pratique.

De nombreuses compétences sont énumérées dans le programme d'examen. Veuillez consulter les annexes A et B du programme pour un résumé des compétences mathématiques et pratiques requises. Utilisez le lien ci-dessous.

Ressources additionnelles

Veuillez utiliser le lien ci-dessous pour accéder

  • une plateforme Padlet avec des liens de révision pour chaque sujet
  • programme d'examen
  • Lien de la banque de questions WJEC et accès au système de notes et d'articles passés
  • Carrières dans les liens STEM
  • Liens du guide de révision

Veuillez noter qu'un QR code sera fourni lors de la soirée des parents et dans chaque newsletter. Ce code QR fournira des ressources supplémentaires pour faciliter la révision. Ces ressources ne peuvent pas être liées à ce document en raison de problèmes de droits d'auteur car le site Web est ouvert au grand public.

Comment les parents peuvent aider

Fournissez à votre enfant une calculatrice scientifique

Encouragez activement votre enfant à utiliser le lien de ressource ci-dessus. Familiarisez-vous avec ce qui est disponible dans le lien de ressource ci-dessus et aidez votre enfant à planifier la meilleure façon d'utiliser le matériel fourni.

Demandez à votre enfant de vous montrer ses comptes GCSE Pod et son adresse e-mail scolaire. De cette façon, vous saurez qu'il utilise activement les ressources précieuses qui l'aideront à réviser efficacement.

Opportunités extra-scolaires et visites d'amp

A annoncer au fur et à mesure des opportunités.

Les ambassadeurs des sciences représentent le département. Lorsque des postes seront disponibles, les élèves seront invités à déposer leur candidature.

Les ambassadeurs de la science seront formés à l'utilisation des casques de réalité virtuelle, ils animeront ensuite un club de RV après l'école pour les élèves.

Un club de lecture STEM est organisé pour les ambassadeurs de la science.

Attentes des devoirs

Les devoirs seront fixés par chaque enseignant à un moment qui convient le mieux au programme de travail. Cela devrait être complété au mieux de la capacité des élèves.

Prix ​​unique en sciences appliquées

But du cours

Étudier le GCSE Applied Science (Single Award) pour donner un aperçu et une expérience du fonctionnement de la science, tout en stimulant la curiosité des apprenants et en les encourageant à développer une compréhension de la science, de ses applications et de sa relation avec l'individu et la société. Ce GCSE n'est pas conçu pour permettre la progression vers les qualifications de niveau 3 en sciences.

Cette spécification WJEC GCSE Applied Science (Single Award) permettra aux apprenants de développer :

  • connaissance et compréhension des domaines clés de la science et de ses applications
  • intérêt et enthousiasme pour la science
  • compétence et confiance dans une variété de compétences pratiques, mathématiques et de résolution de problèmes
  • compréhension de la démarche scientifique
  • compétences pratiques, de résolution de problèmes, d'enquête et de modélisation scientifique et compréhension en laboratoire et dans des contextes liés au travail
  • compréhension des relations entre les données, les preuves et les explications et leur capacité à évaluer les méthodes, les preuves et les conclusions scientifiques
  • compréhension de la façon dont la société prend des décisions sur les questions scientifiques
  • compétences en communication, mathématiques et technologiques dans des contextes scientifiques.

Ce que les étudiants apprendront et la pondération de l'examen

LA SCIENCE DANS LE MONDE MODERNE

Examen écrit : 1h30

40% de qualification

Examen à l'été de la 10e année

Cette unité comprend les sujets suivants :

1.1 Vie moderne et énergie

1.1.1 Concepts énergétiques sous-jacents

1.1.2 Production d'électricité

1.1.4 Construire des circuits électriques

1.2 Obtenir des ressources de notre planète

1.2.1 Obtenir de l'eau propre

1.2.3 Production de composés utiles en laboratoire

1.3 Notre planète

1.3.1 Notre place dans l'Univers

1.3.3 Transfert et recyclage des nutriments

1.4 Protéger notre environnement

LA SCIENCE AU SERVICE DE NOS MODES DE VIE

Examen écrit : 1h30

30% de qualification

Exam in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

2.1 Health, fitness and sport

2.1.1 Factors affecting human health

2.1.2 Diagnosis and treatment

2.1.4 Exercise and fitness in humans

2.2 Controlling processes

2.2.1 Controlling chemical reactions

2.2.2 Controlling nuclear reactions

TASK BASED ASSESSMENT

20% of qualification

Assessment to be undertaken between Nov-Dec of Year 11

ACTIVITY 1 - Carrying out a practical investigation in an applied scientific

context (45 marks)

Learners will formulate a plan, analyse and evaluate data, under a high level of control. Learners must work individually and no teacher feedback or assistance is

allowed. When obtaining results, learners will be permitted to work in groups of no more than three, under a limited level of control (provided their plans are sufficiently similar). Teacher assistance should not normally be required but may be given if

equipment failure occurs. Activity 1 will be completed in three sessions of 60 minutes duration.

ACTIVITY 2 - Analysis of data in an applied scientific context (15 marks)

Activity 2 will be carried out under a high level of control and will be completed in one

session of 60 minutes duration. Learners must work individually and no teacher feedback or assistance is allowed.

Learners will analyse data which will allow them to develop the skills that enable them to:

  • use mathematical methods to analyse data
  • draw evidence-based conclusions
  • assess the quality of evidence given
  • evaluate methods
  • suggest improvements.

PRACTICAL ASSESSMENT

10% of qualification

Assessment to be undertaken between Jan-Feb of Year 11

Section A - Obtaining results (6 marks)

Learners will be permitted to work in groups of no more than three, to obtain results

from a given experimental method. This will be carried out under a limited level of control i.e. learners may work with others to obtain results but they must provide their

own responses to the questions set. Teacher assistance should not normally be required,

but may be given if equipment failure occurs. Section A will be completed in one

session of 60 minutes duration.

Section B - Analysing and evaluating results (24 marks)

Learners will be assessed on their ability to analyse and evaluate the data obtained

in section A. They will require access to their section A assessment in order to

complete this. Section B will be carried out under a high level of control i.e. learners

must work individually. This section is to be completed with no teacher feedback or

assistance allowed and under formal supervision. Section B will be completed in one

session of 60 minutes duration.

In Unit 1 and Unit 2 exams, learners must:

Demonstrate knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and procedures

Apply knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and procedures

Analyse, interpret and evaluate scientific information, ideas and evidence, including in relation to issues, to:

  • make judgements and reach conclusions
  • develop and refine practical design and procedures

The table below shows the weighting of each assessment objective for each unit and the qualification as a whole.

Key vocabulary:

Essential words for students to be able to explain and use

The document from the link below is essential in allowing pupils access to key terms used in the development and evaluation of specified practicals. It is an invaluable revision resource in preparation for Unit 3 &ndash the practical assessment.

There are many skills listed in the exam syllabus. Please see Appendix A and B of the syllabus for a summary of the mathematical and practical skills required. Use the link below.

Ressources additionnelles

Please use the link below to access

  • a Padlet platform with revision links for each topic
  • exam syllabus
  • WJEC Question Bank link &ndash past paper and mark scheme access
  • Careers in STEM links
  • Revision guide links

Please note &ndash a QR code will be provided in parents evening and in each newsletter. This QR code will provide additional resources to aid revision. These resources cannot be linked to this document due to copyright issues as the website is open to the general public.

How parents can help

  • Provide your child with a scientific calculator
  • Actively encourage your child to use the resource link above. Familiarise yourselves with what is available in the resource link above and help your child to plan how they will best use the material provided.
  • Ask your child to show you their GCSE Pod accounts and their school email. This way you will know that he/she is actively using the valuable resources that will help them to revise effectively.

Extra-curricular opportunities & visits

  • To be announced as and when opportunites arise.
  • Science Ambassadors represent the department. When positions become available, pupils will be invited to put forward their application.
  • Science Ambassadors will be trained in the use of Virtual Reality headsets, they will then run a VR after school club for pupils.
  • A STEM book club runs for Science Ambassadors.

Homework expectations

Homework will be set by individual teachers at a time which best suits the scheme of work. This should be completed to the best of the pupils&rsquo ability.

BTEC Science

Double Award Science

Purpose of the course

WJEC Double Award Science encourages learners to develop confidence in, and a positive attitude towards, science and to recognise its importance in their own lives and to society. Studying GCSE Science (Double Award) provides the foundations for understanding the material world. Scientific understanding is changing our lives and is vital to the world&rsquos future prosperity, and all learners should be taught essential aspects of the knowledge, methods, processes and uses of science. They should be helped to appreciate how the complex and diverse phenomena of the natural world can be described in terms of a small number of key ideas relating to the sciences which are both inter-linked and are of universal application.

  • the use of conceptual models and theories to make sense of the observed diversity of natural phenomena
  • the assumption that every effect has one or more cause
  • that change is driven by differences between different objects and systems when they interact
  • that many such interactions occur over a distance without direct contact
  • that science progresses through a cycle of hypothesis, practical experimentation, observation, theory development and review
  • that quantitative analysis is a central element both of many theories and of scientific methods of inquiry.

Year 10 modules

What students will learn and the weighting of the exam

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

1.1 Cells and movement across membranes

1.2 Respiration and the respiratory system in humans

1.3 Digestion and the digestive system in humans

1.4 Circulatory system in humans

1.5 Plants and photosynthesis

1.6 Ecosystems and human impact on the environment

CHEMISTRY 1

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

2.1 The nature of substances and chemical reactions

2.2 Atomic structure and the Periodic Table

2.4 The ever-changing Earth

2.5 Rate of chemical change

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

3.2 Generating electricity

Year 11 modules

What students will learn and the weighting of the exam

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

4.1 Classification and biodiversity

4.2 Cell division and stem cells

4.4 Variation and evolution

4.5 Response and regulation

4.6 Disease, defence and treatment

CHEMISTRY 2

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

5.1 Bonding, structure and properties

5.3 Metals and their extraction

5.4 Chemical reactions and energy

5.5 Crude oil, fuels and carbon compounds

Written examination: 1 hour 15 minutes

15% of qualification

Exam in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

6.1 Distance, speed and acceleration

Unit 7 PRACTICAL ASSESSMENT

2 Practical assessments: 1 hour each. Both followed by a written exam: 1 hour each. 10% of qualification overall

Exam any time from the first week of January to the second week of February in Year 11

This assessment gives learners the opportunity to demonstrate their ability to work scientifically. This will include experimental skills and strategies and skills in analysis and evaluation.

The tasks will be externally marked by WJEC and will change on an annual basis.

Key assessments

In Units 1 and Unit 6 exams, learners must:

Demonstrate knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques

Apply knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and

Analyse, interpret and evaluate scientific information, ideas and evidence, including

  • make judgements and reach conclusions
  • develop and refine practical design and procedures

The table below shows the weighting of each assessment objective for each unit and

the qualification as a whole.

In Unit 7, learners must complete Section A and Section B

Section A - Obtaining results (6 marks)

Learners will be permitted to work in groups of no more than three, to obtain results from a given experimental method. This will be carried out under a limited level of control i.e. learners may work with others to obtain results but they must provide their own responses to the questions set. Teacher assistance should not normally be required, but may be given if equipment failure occurs. Section A will be completed in one session of 60 minutes duration.

Section B - Analysing and evaluating results (24 marks)

Learners will be assessed on their ability to analyse and evaluate the data obtained in

section A. They will require access to their section A assessment in order to complete

this. Section B will be carried out under a high level of control i.e. learners must work

individually. This section is to be completed with no teacher feedback or assistance

allowed and under formal supervision. Section B will be completed in one session of 60 minutes duration.

Key vocabulary:

Essential words for students to be able to explain and use

The document from the link below is essential in allowing pupils access to key terms used in the development and evaluation of specified practicals. It is an invaluable revision resource in preparation for Unit 3 &ndash the practical assessment.

There are many skills listed in the exam syllabus. Please see Appendix A and B of the syllabus for a summary of the mathematical and practical skills required. Use the link below.

Ressources additionnelles

Please use the link below to access

  • a Padlet platform with revision links for each topic
  • exam syllabus
  • WJEC Question Bank link &ndash past paper and mark scheme access
  • Careers in STEM links
  • Revision guide links

Please note &ndash a QR code will be provided in parents evening and in each newsletter. This QR code will provide additional resoucres to aid revision. These resources cannot be linked to this document due to copyright issues as the website is open to the general public.

How parents can help

  • Provide your child with a scientific calculator
  • Actively encourage your child to use the resource link above. Familiarise yourselves with what is available in the resource link above and help your child to plan how they will best use the material provided.
  • Ask your child to show you their GCSE Pod accounts and their school email. This way you will know that he/she is actively using the valuable resources that will help them to revise effectively.

Extra-curricular opportunities & visits

  • To be announced as and when opportunities arise
  • Science Ambassadors represent the department. When positions become available, pupils will be invited to put forward their application
  • Science Ambassadors will be trained in the use of Virtual Reality headsets, they will then run a VR after school club for pupils
  • A STEM book club runs for Science Ambassadors

Homework expectations

Homework will be set by individual teachers at a time which best suits the scheme of work. This should be completed to the best of the pupils&rsquo ability.

Separate Award Science - Biology

Purpose of the course

Studying GCSE Biology provides the foundations for understanding the material world. Scientific understanding is changing our lives and is vital to the world&rsquos future prosperity, and all learners should be taught essential aspects of the knowledge, methods, processes and uses of science. They should be helped to appreciate how the complex and diverse phenomena of the natural world can be described in terms of a small number of key ideas relating to the sciences which are both inter-linked, and are of universal application. These key ideas include:

  • the use of conceptual models and theories to make sense of the observed diversity of natural phenomena
  • the assumption that every effect has one or more cause
  • that change is driven by differences between different objects and systems when they interact
  • that many such interactions occur over a distance without direct contact
  • that science progresses through a cycle of hypothesis, practical experimentation, observation, theory development and review
  • that quantitative analysis is a central element both of many theories and of scientific methods of inquiry.

What students will learn and the weighting of the exam

CELLS, ORGAN SYSTEMS and ECOSYSTEMS

Written examination: 1 hour 45 minutes

45% of qualification

Exams in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

1.1 Cells and movement across membranes

1.2 Respiration and the respiratory system in humans

1.3 Digestion and the digestive system in humans

1.4 Circulatory system in humans

1.5 Plants and photosynthesis

1.6 Ecosystems, nutrient cycles and human impact on the environment

VARIATION, HOMEOSTASIS and MICRO-ORGANISMS

Written examination: 1 hour 45 minutes

45% of qualification

Exams in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

2.1 Classification and biodiversity

2.2 Cell division and stem cells

2.4 Variation and evolution

2.5 Response and regulation

2.6 Kidneys and homeostasis

2.7 Micro-organisms and their applications

2.8 Disease, defence and treatment

PRACTICAL ASSESSMENT

Practical assessment: 1 hour. Written exam: 1 hour. 10% of qualification

Exam any time from the first week of January to the second week of February in Year 11

This assessment gives learners the opportunity to demonstrate their ability to work scientifically. This will include experimental skills and strategies and skills in analysis and evaluation.

The tasks will be externally marked by WJEC and will change on an annual basis.

Key assessments

In Unit 1 and Unit 2 exams, learners must:

Demonstrate knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques

Apply knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and

Analyse, interpret and evaluate scientific information, ideas and evidence, including

· make judgements and reach conclusions

· develop and refine practical design and procedures

The table below shows the weighting of each assessment objective for each unit and

the qualification as a whole.

Section A - Obtaining results (6 marks)

Learners will be permitted to work in groups of no more than three, to obtain results from a given experimental method. This will be carried out under a limited level of control i.e. learners may work with others to obtain results but they must provide their own responses to the questions set. Teacher assistance should not normally be required, but may be given if equipment failure occurs. Section A will be completed in one session of 60 minutes duration.

Section B - Analysing and evaluating results (24 marks)

Learners will be assessed on their ability to analyse and evaluate the data obtained in

section A. They will require access to their section A assessment in order to complete

this. Section B will be carried out under a high level of control i.e. learners must work

individually. This section is to be completed with no teacher feedback or assistance

allowed and under formal supervision. Section B will be completed in one session of 60 minutes duration.

Key vocabulary:

Essential words for students to be able to explain and use

The document from the link below is essential in allowing pupils access to key terms used in the development and evaluation of specified practicals. It is an invaluable revision resource in preparation for Unit 3 &ndash the practical assessment.

There are many skills listed in the exam syllabus. Please see Appendix A and B of the syllabus for a summary of the mathematical and practical skills required. Use the link below.

Ressources additionnelles

Please use the link below to access

  • a Padlet platform with revision links for each topic
  • exam syllabus
  • WJEC Question Bank link &ndash past paper and mark scheme access
  • Careers in STEM links
  • Revision guide links

Please note &ndash a QR code will be provided in parents evening and in each newsletter. This QR code will provide additional resoucres to aid revision. These resources cannot be linked to this document due to copyright issues as the website is open to the general public.

How parents can help

Provide your child with a scientific calculator

Actively encourage your child to use the resource link above. Familiarise yourselves with what is available in the resource link above and help your child to plan how they will best use the material provided.

Ask your child to show you their GCSE Pod accounts and their school email. This way you will know that he/she is actively using the valuable resources that will help them to revise effectively.

Extra-curricular opportunities & visits

To be announced as and when opportunites arise

Science Ambassadors represent the department. When positions become available, pupils will be invited to put forward their application

Science Ambassadors will be trained in the use of Virtual Reality headsets, they will then run a VR after school club for pupils

A STEM book club runs for Science Ambassadors

Homework expectations

Homework will be set by individual teachers at a time which best suits the scheme of work. This should be completed to the best of the pupils&rsquo ability.

Separate Award Science - Chemistry

Purpose of the course

Studying GCSE Chemistry provides the foundations for understanding the material world. Scientific understanding is changing our lives and is vital to the world&rsquos future prosperity, and all learners should be taught essential aspects of the knowledge, methods, processes and uses of science. They should be helped to appreciate how the complex and diverse phenomena of the natural world can be described in terms of a small number of key ideas relating to the sciences which are both inter-linked, and are of universal application.

  • the use of conceptual models and theories to make sense of the observed diversity of natural phenomena
  • the assumption that every effect has one or more cause
  • that change is driven by differences between different objects and systems when they interact
  • that many such interactions occur over a distance without direct contact
  • that science progresses through a cycle of hypothesis, practical experimentation, observation, theory development and review
  • that quantitative analysis is a central element both of many theories and of scientific methods of inquiry.

What students will learn and the weighting of the exam

CHEMICAL SUBSTANCES, REACTIONS and ESSENTIAL RESOURCES

Written examination: 1 hour 45 minutes. 45% of overall qualification

Exams in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

1.1 The nature of substances and chemical reactions

1.2 Atomic structure and the Periodic Table

1.4 The ever-changing Earth

1.5 Rate of chemical change

CHEMICAL BONDING, APPLICATION OF CHEMICAL REACTIONS and

ORGANIC CHEMISTRY

Written examination: 1 hour 45 minutes. 45% of qualification

Exams in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

2.1 Bonding, structure and properties

2.3 Metals and their extraction

2.4 Chemical reactions and energy

2.5 Crude oil, fuels and organic chemistry

2.6 Reversible reactions, industrial processes and important chemicals

PRACTICAL ASSESSMENT

Practical assessment: 1 hour. Written exam: 1 hour. 10% of qualification

Exam any time from the first week of January to the second week of February in Year 11

This assessment gives learners the opportunity to demonstrate their ability to work scientifically. This will include experimental skills and strategies and skills in analysis and evaluation.

The tasks will be externally marked by WJEC and will change on an annual basis.

Key assessments

In Unit 1 and Unit 2 exams, learners must:

Demonstrate knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques

Apply knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and

Analyse, interpret and evaluate scientific information, ideas and evidence, including

  • make judgements and reach conclusions
  • develop and refine practical design and procedures

The table below shows the weighting of each assessment objective for each unit and

the qualification as a whole.

Section A - Obtaining results (6 marks)

Learners will be permitted to work in groups of no more than three, to obtain results from a given experimental method. This will be carried out under a limited level of control i.e. learners may work with others to obtain results but they must provide their own responses to the questions set. Teacher assistance should not normally be required, but may be given if equipment failure occurs. Section A will be completed in one session of 60 minutes duration.

Section B - Analysing and evaluating results (24 marks)

Learners will be assessed on their ability to analyse and evaluate the data obtained in

section A. They will require access to their section A assessment in order to complete

this. Section B will be carried out under a high level of control i.e. learners must work

individually. This section is to be completed with no teacher feedback or assistance

allowed and under formal supervision. Section B will be completed in one session of 60 minutes duration.

Key vocabulary:

Essential words for students to be able to explain and use

The document from the link below is essential in allowing pupils access to key terms used in the development and evaluation of specified practicals. It is an invaluable revision resource in preparation for Unit 3 &ndash the practical assessment.

There are many skills listed in the exam syllabus. Please see Appendix A and B of the syllabus for a summary of the mathematical and practical skills required. Use the link below.

Ressources additionnelles

Please use the link below to access

  • a Padlet platform with revision links for each topic
  • exam syllabus
  • WJEC Question Bank link &ndash past paper and mark scheme access
  • Careers in STEM links
  • Revision guide links

Please note &ndash a QR code will be provided in parents evening and in each newsletter. This QR code will provide additional resoucres to aid revision. These resources cannot be linked to this document due to copyright issues as the website is open to the general public.

How parents can help

  • Provide your child with a scientific calculator
  • Actively encourage your child to use the resource link above. Familiarise yourselves with what is available in the resource link above and help your child to plan how they will best use the material provided.
  • Ask your child to show you their GCSE Pod accounts and their school email. This way you will know that he/she is actively using the valuable resources that will help them to revise effectively.

Extra-curricular opportunities & visits

  • To be announced as and when opportunites arise
  • Science Ambassadors represent the department. When positions become available, pupils will be invited to put forward their application
  • Science Ambassadors will be trained in the use of Virtual Reality headsets, they will then run a VR after school club for pupils
  • A STEM book club runs for Science Ambassadors

Homework expectations

Homework will be set by individual teachers at a time which best suits the scheme of work. This should be completed to the best of the pupils&rsquo ability.

Separate Award Science - Physics

Purpose of the course

Studying GCSE Physics provides the foundations for understanding the material world. Scientific understanding is changing our lives and is vital to the world&rsquos future prosperity, and all learners should be taught essential aspects of the knowledge, methods, processes and uses of science. They should be helped to appreciate how the complex and diverse phenomena of the natural world can be described in terms of a small number of key ideas relating to the sciences which are both inter-linked, and are of universal application. These key ideas include:

  • the use of conceptual models and theories to make sense of the observed diversity of natural phenomena
  • the assumption that every effect has one or more cause
  • that change is driven by differences between different objects and systems when they interact
  • that many such interactions occur over a distance without direct contact
  • that science progresses through a cycle of hypothesis, practical experimentation, observation, theory development and review
  • that quantitative analysis is a central element both of many theories and of scientific methods of inquiry.

What students will learn and the weighting of the exam

ELECTRICITY, ENERGY and WAVES

Written examination: 1 hour 45 minutes

45% of qualification

Exams in the summer of Year 10

This unit includes the following topics:

1.2 Generating electricity

1.6 The total internal reflection of waves

FORCES, SPACE and RADIOACTIVITY

Written examination: 1 hour 45 minutes

45% of qualification

Exams in the summer of Year 11

This unit includes the following topics:

2.1 Distance, speed and acceleration

2.4 Further motion concepts

2.9 Nuclear decay and nuclear energy

PRACTICAL ASSESSMENT

Practical assessment: 1 hour. Written exam: 1 hour. 10% of qualification

Exam any time from the first week of January to the second week of February in Year 11

This assessment gives learners the opportunity to demonstrate their ability to work scientifically. This will include experimental skills and strategies and skills in analysis and evaluation.

The tasks will be externally marked by WJEC and will change on an annual basis.

Key assessments

In Unit 1 and Unit 2 exams, learners must:

Demonstrate knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques

Apply knowledge and understanding of scientific ideas, processes, techniques and

Analyse, interpret and evaluate scientific information, ideas and evidence, including

· make judgements and reach conclusions

· develop and refine practical design and procedures

The table below shows the weighting of each assessment objective for each unit and

the qualification as a whole.

Section A - Obtaining results (6 marks)

Learners will be permitted to work in groups of no more than three, to obtain results from a given experimental method. This will be carried out under a limited level of control i.e. learners may work with others to obtain results but they must provide their own responses to the questions set. Teacher assistance should not normally be required, but may be given if equipment failure occurs. Section A will be completed in one session of 60 minutes duration.

Section B - Analysing and evaluating results (24 marks)

Learners will be assessed on their ability to analyse and evaluate the data obtained in

section A. They will require access to their section A assessment in order to complete

this. Section B will be carried out under a high level of control i.e. learners must work

individually. This section is to be completed with no teacher feedback or assistance

allowed and under formal supervision. Section B will be completed in one session of 60 minutes duration.

Key vocabulary:

Essential words for students to be able to explain and use

The document from the link below is essential in allowing pupils access to key terms used in the development and evaluation of specified practicals. It is an invaluable revision resource in preparation for Unit 3 &ndash the practical assessment.

There are many skills listed in the exam syllabus. Please see Appendix A and B of the syllabus for a summary of the mathematical and practical skills required. Use the link below.

Ressources additionnelles

Please use the link below to access

· a Padlet platform with revision links for each topic

· WJEC Question Bank link &ndash past paper and mark scheme access

Please note &ndash a QR code will be provided in parents evening and in each newsletter. This QR code will provide additional resoucres to aid revision. These resources cannot be linked to this document due to copyright issues as the website is open to the general public.

How parents can help

Provide your child with a scientific calculator

Actively encourage your child to use the resource link above. Familiarise yourselves with what is available in the resource link above and help your child to plan how they will best use the material provided.

Ask your child to show you their GCSE Pod accounts and their school email. This way you will know that he/she is actively using the valuable resources that will help them to revise effectively.

Extra-curricular opportunities & visits

To be announced as and when opportunites arise

Science Ambassadors represent the department. When positions become available, pupils will be invited to put forward their application

Science Ambassadors will be trained in the use of Virtual Reality headsets, they will then run a VR after school club for pupils

A STEM book club runs for Science Ambassadors

Homework expectations

Homework will be set by individual teachers at a time which best suits the scheme of work. This should be completed to the best of the pupils&rsquo ability.


Friday, February 1, 2013

A comment on the distribution of residuals (and data) for phylogenetic ANOVA

I get inquiries (with some regularity) about "testing for normality in phylogenetic (i.e., species) data" before phylogenetic regression or ANOVA or about "satisfying the assumptions of parametric tests," by which is usually meant the assumption of normality.

I could probably write a whole paper about this (à la Revell 2009 or Revell 2010), but instead I'll make the simple point: we do not expect normality of the dependent (or independent, for continuous X) variables in phylogenetic data. Instead, what we faire expect is multivariate normality of the residual error in oui given X (or, equivalently, normality of oui given X, controlling for the tree). This is actually a generally under-appreciated property of non-phylogenetic parametric statistical tests - but it is one that is entirely logical. Think: do we expect normality of human height, say, in order to fit an ANOVA model in which height depends on sex? Of course not, the response variable (height) is bimodal. ANOVA is appropriate to test for an effect of sex on height so long as the residual error in height controlling for sex is normal (and, like many such tests, may be fairly robust to mild violations of this assumption). Phylogenetic data are just a little more complicated because even after controlling for our main effects, the residual error can still be bi- or multi-modal due to phylogenetic correlations.

We can still test the parametric assumptions of our model - and I applaud those inclined to do so, as this is relatively seldom done in comparative studies. In the example below, I will first simulate data under the assumptions of the generalized phylogenetic ANCOVA test normality of the response variable, oui (it should fail) and my continuous covariate, X2 (it should fail) fit the phylogenetic ANCOVA model anyway, and then test normality of the residuals (these should fail, because the residuals are phylogenetically autocorrelated, see Revell 2009) mathematically "remove" the phylogeny, following Butler et al. (2000), and test for normality again (this time, it should pass). For normality testing, I'm using the Lilliefors (Kolmogorov-Smirnov) test, implemented in the R package nortest. A significant result means the data are not normally distributed.

This is the distribution of our effect on the tree.

> # now simulate data under an arbitrary ANCOVA model
> # the same principle applies to regression or ANOVA
> x1 x2 e y # is y normal? (should fail)
> lillie.test(y)

Lilliefors (Kolmogorov-Smirnov) normality test

data: y
D = 0.1049, p-value = 0.00149

> # is x2 normal? (should fail)
> lillie.test(x2)

Lilliefors (Kolmogorov-Smirnov) normality test

data: x2
D = 0.1113, p-value = 0.0005154

> # fit the model
> fit fit
Generalized least squares fit by REML
Model: y

x1 + x2
Data: data.frame(x1, x2, y)
Log-restricted-likelihood: 40.7237

Coefficients:
(Intercept) x11 x12 x2
1.7388578 1.8929459 3.9681291 0.8418073

Correlation Structure: corBrownian
Formula:

1
Parameter estimate(s):
numeric(0)
Degrees of freedom: 128 total 124 residual
Residual standard error: 0.9261019
> # are the residuals normal? (should fail)
> lillie.test(residuals(fit))

Lilliefors (Kolmogorov-Smirnov) normality test

data: residuals(fit)
D = 0.1156, p-value = 0.0002458

> # are the residuals controlling for phylogeny normal?
> # (should pass)
> lillie.test(chol(solve(vcv(tree)))%*%residuals(fit))

Lilliefors (Kolmogorov-Smirnov) normality test

data: chol(solve(vcv(tree))) %*% residuals(fit)
D = 0.0694, p-value = 0.1371