Ciência
O processo de ciência - observar o mundo à nossa volta, formar uma hipótese, testar essa hipótese, e depois pensar criticamente e partilhar os resultados - é algo que fazemos instintivamente enquanto crianças. Este inquérito é uma experiência partilhada; é a forma como interagimos e aprendemos sobre o mundo que nos rodeia. Em Roxbury Latin, o Departamento de Ciência esforça-se por desenvolver a curiosidade natural dos nossos rapazes para formalizar esse processo; fornecer as ferramentas com as quais os estudantes podem encontrar respostas às suas perguntas; e incutir um sentido de responsabilidade na forma como eles aplicam e comunicam as respostas que encontram. Esperamos que, ao longo do seu tempo em Roxbury Latin, os nossos estudantes passem de ser capazes de recitar as fórmulas e teorias do conhecimento científico a utilizar individualmente a sua criatividade e paixão para aplicar o que aprenderam, para analisar criticamente e resolver os problemas que lhes interessam. Acreditamos que através deste processo, os nossos licenciados não só apreciarão a forma como a ciência está subjacente a grande parte da civilização moderna, mas também se tornarão aprendizes científicos para toda a vida, independentemente das carreiras que escolherem.
Os cursos de ciências em Roxbury Latin, portanto, procuram proporcionar experiências práticas aos estudantes, criando oportunidades para explorar e demonstrar os conceitos teóricos discutidos na aula. Em muitos casos, os estudantes constroem o que aprendem escolhendo uma área ou tópico a explorar em maior detalhe. Em seguida, concebem experiências, realizam pesquisas e testam as suas próprias hipóteses. Desta forma, passam a compreender a ciência como um processo dinâmico e em constante evolução.
Os alunos das classes III, II, e I são obrigados a passar pelo menos dois cursos de ciências laboratoriais das seguintes ofertas: Física Conceitual (ou Física Honrosa), Química (ou Química Honrosa), e/ou Biologia Honrosa - embora a maioria aceite três ou mais. Tipicamente, mais de 80% dos estudantes terão frequentado três ou quatro cursos de ciências de nível superior, que também incluem Tópicos em Engenharia e Ciência Ambiental.
Our standard sequence of science courses in the high school years is purposely unusual: After a year of hands-on exploration in MSI, students then take Honors Physics or Conceptual Physics in their sophomore year, continue with Honors Chemistry or Chemistry as juniors, and conclude with Honors Biology or Biology as seniors. Environmental Science may be taken in Class I, alone or concurrently with Honors Biology. Topics in Engineering is open to both juniors and seniors, although juniors who elect the course must take it along with Honors Chemistry or Chemistry; seniors may take it alone or concurrently with Honors Biology.
In Honors Physics, students examine the historical development of our concepts of motion, force, energy, light, and electric charge. The course culminates with a hands-on project that brings physics concepts to life. That study acts as a prelude to Honors Chemistry in which boys explore patterns of chemical combination and chemical energetics related to atomic and molecular structures. Honors Chemistry develops models for various atoms and simple molecules, including some of the organic molecules so important to living creatures. With this required chemistry background, boys in Honors Biology are able to develop an understanding of the molecular basis of heredity and the genetic evolution of life. They can also relate biochemical processes to the structure and function of organisms.
Although we use college-level texts in our elective courses, these courses are not geared specifically for Advanced Placement examinations. Instead, our teachers dive into topics that are of interest to them and their students.
With the support and encouragement of the department, students have the opportunity to engage in research during the school year or during the summer as Richard M. Whitney Scholars. Several Roxbury Latin boys have participated in national science research competitions including a winner of the Siemens-Westinghouse Competition and two students named top scholars in the Science Talent Search competition. RL boys have also earned places on the U.S. Physics Team for the International Physics Olympiad.
Cursos de Ciências
-
Ciência e Tecnologia
(Class VI) Science and Technology begins with an introductory unit that uses Roxbury Latin’s 50-acre forest as a living laboratory to teach foundational skills in scientific observation, data collection, and in developing hypotheses. From there, the course is comprised of three complementary, 10-week units taken in rotation. The technology component, Our 21st-Century World, is paired with two Science Department courses, The Design of Life, and Environmental Studies. All three courses take a “hands-on” approach, pairing rigorous academic study with frequent lab activities.
Em O nosso mundo do século XXIOs estudantes aprenderão sobre o nosso mundo digital conectado e como podem ser cidadãos criativos, produtivos, seguros, e éticos dentro dele. Computadores, dispositivos pessoais, aplicações, e redes tornaram-se tão fáceis de utilizar que já não necessitam de muita compreensão da forma como funcionam realmente. Aprender sobre o que se passa "debaixo do capô" permite aos estudantes tirar maior partido da tecnologia e tornar-se produtores criativos - não simplesmente consumidores - no domínio digital, e compreender os riscos da utilização da tecnologia. Os estudantes aprenderão sobre transistores, bits e bytes, ficheiros e sistemas operativos, e passarão a aprender sobre linguagens de programação e as formas como podem controlar um computador. Os rapazes irão praticar programação com Python e desenvolver uma compreensão dos algoritmos, pensamento computacional, e estruturas de programação. Aprenderão sobre como a informação se move em rede, o que é a Internet, e o que são as páginas web. Fecharão a rotação com discussões sobre privacidade, anonimato, consumo crítico, uso justo, e ética na Internet.
Em O Desenho da Vida, Os estudantes estudam forma e função nos sistemas vivos. Investigam a natureza da própria vida, observando a sua notável unidade e a sua incrível diversidade. Consideram como a Teoria da Evolução por Selecção Natural de Darwin é responsável por estas características da vida e permite-nos compreender o design requintado das células, órgãos e organismos. Desenvolvem uma compreensão da natureza da investigação científica, fazendo observações frequentes de organismos no laboratório. Utilizam microscópios compostos, realizam dissecções, e constroem modelos e simulações para alcançar estes objectivos.
Em Estudos Ambientais, Os estudantes aprendem sobre os sistemas biótico e abiótico da Terra e as suas interligações. Descobrem que os seres humanos fazem parte destes sistemas naturais, e não fora deles. Nesta perspectiva, os rapazes consideram os impactos das actividades humanas sobre o ambiente, concentrando-se em questões associadas à produção de resíduos e ao uso de energia. Os rapazes vão além da simples compreensão dos problemas ambientais que a sociedade enfrenta; investigam formas de ultrapassar estes desafios, satisfazendo as necessidades da sociedade de formas mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.
-
Ciência Física Introdutória
(Classe V) A Ciência Física Introdutória é um curso obrigatório, com a duração de um ano inteiro, dedicado ao estudo da matéria. O currículo segue o Ciência Física Introdutória (IPS) texto durante a maior parte do ano. O curso foi concebido para que cada secção de turma actue como uma equipa de investigação. Através de uma extensa série de exercícios laboratoriais, a turma investiga as propriedades características das substâncias. O curso começa com a destilação de madeira que produz carvão vegetal e uma variedade de "líquidos e gases malcheirosos". Para investigar mais a fundo estas substâncias, os rapazes aprendem técnicas de medição de massa e volume em unidades métricas. Após uma série de exercícios para desenvolver a ideia de conservação da massa em alterações físicas e químicas, examinam densidades, pontos de ebulição, e solubilidades de substâncias. A matemática da potência de dez notações, rácios e proporções é aqui revista conforme necessário. Os estudantes utilizam diferenças nas propriedades características para separar as substâncias das misturas. Depois vem o "Laboratório de Lamas": aos estudantes são dadas misturas misteriosas e é-lhes pedido que separem e identifiquem as substâncias da mistura durante um período de duas semanas.
Na sequência deste exercício, os rapazes fazem experiências para distinguir elementos de compostos químicos. O curso torna-se mais orientado para o projecto durante a Primavera, com foco na ligação entre os processos químicos e o ambiente. Cada rapaz investiga as fontes, propriedades, usos e métodos de eliminação seguros para um elemento químico específico. A sua investigação constitui a base de uma apresentação da aula e de um relatório escrito. Este projecto liga o nosso trabalho laboratorial às preocupações industriais e ambientais do mundo em geral. Outro grande projecto explora sistemas de água no ambiente desde uma lagoa no campus até ao rio Charles para outro grande sistema de água nos EUA ou no mundo em geral. São examinadas fontes de água municipais, parâmetros de qualidade da água, e processos de tratamento de águas residuais. Os estudantes aprendem sobre sistemas marinhos durante uma viagem de campo ao Instituto Oceanográfico Woods Hole. Realizam uma série de testes laboratoriais em amostras recolhidas em vários locais ao longo do rio Charles e apresentam relatórios sobre os seus resultados. Uma vez que os resultados do curso dependem em grande parte das medições dos estudantes no laboratório, os rapazes experimentam a incerteza das medições, a importância da observação cuidadosa e da descrição precisa nos cadernos de apontamentos, e a natureza colectiva do processo científico.
-
Investigações Matemáticas-Científicas
(Turma IV) Math-Science Investigations (MSI) é um curso baseado em laboratório, com a duração de um ano inteiro, que proporciona aos alunos a oportunidade de investigar como utilizamos energia e materiais para moldar e controlar o mundo à nossa volta. Os rapazes fazem-no num contexto interdisciplinar, explorando ideias em ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática, colectivamente conhecidas como STEAM. Os rapazes são alunos activos neste curso, descobrindo conceitos através da investigação e experimentação e completando projectos, muitas vezes em colaboração, de complexidade crescente ao longo do ano. Ficam também imersos na cultura "maker", construindo a confiança criativa para utilizar novas competências, ferramentas e tecnologias para abordar problemas desafiantes.
-
Física Conceptual
Conceptual Physics is a concept-based (rather than a math-based) survey course covering many of the concepts governing our physical world. Advanced math skills are not required or expected. Students focus on understanding by doing—discovering patterns and testing ideas through hands-on activities and demonstrations. Students will learn skills such as using measuring devices and the importance of uncertainty in their measurements. They will learn how to construct an experiment and how to analyze and interpret data. Topics include Newtonian mechanics (motion, forces, momentum, and energy), the geometry of optics, and a study of wave properties, including sound and light waves. Connections will be made to “real world” applications whenever possible. During the spring students will investigate electricity, magnetism, and electromagnetic devices such as motors, transformers, speakers, etc. Students will have an opportunity to apply their learned concepts in several in-house competitions, such as an egg-drop challenge, the design and construction of Mars habitats, and an electrical motor build.
-
Física de Honra
Honors Physics is the study of matter and energy in our natural world. In this course, students explore both the qualitative and quantitative aspects of these topics. While conceptual understanding is paramount, students have many opportunities to practice the scientific process by observing phenomena, designing experiments, and collecting and analyzing data while drawing and presenting conclusions. Such lab-based and project-based learning is used throughout the course. After a hands-on introduction to the scientific method, including intensive group work, the course moves quickly into kinematics—the study of space and time and how things move, including one and two-dimensional motion. Dynamics—the study of forces and why things move—follows, and includes an introduction to Newton’s famous laws of motion. Students apply these laws while investigating various types of motion, including circular, rotational, orbital, and oscillatory. We then investigate the energy and momentum of particles during various interactions, including collisions. Whereas the first semester focuses on the physics of particles and energy, the second semester focuses on the physics of waves and energy (mechanical waves, sound waves, and electromagnetic waves including light). Topics include the study of sound waves, electrostatics and electrical fields, electricity and DC current, magnetism, and electromagnetic induction. Finally, we review interactions between light and matter, culminating in the introduction of the early quantum theory. Students also are immersed in a variety of hands-on projects throughout the year. The text used is Giancoli, Physics 6th Edition, published by Pearson, Prentice Hall.
-
Química e Química de Honra
Química e Honras A química examina os padrões de estrutura e mudança no mundo da matéria e da energia à nossa volta. Os textos são Wilbraham, Staley, e Matta, Química para a Química; e Brown, LeMay, e Bursten, Química, a Ciência Central para Química de Honra. Os cursos incorporam exercícios laboratoriais introdutórios e um estudo aprofundado da estequiometria química, leis dos gases e teoria cinética, visões qualitativas avançadas da estrutura electrónica em átomos e ligações químicas entre átomos, propriedades coligativas, mecanismos de reacção, catálise, equilíbrio, propriedades dos ácidos e bases, e alguma química orgânica. Honra A Química considera estes tópicos de forma mais aprofundada do que a Química. Frequentes exercícios laboratoriais e demonstrações em sala de aula desenvolvem e ilustram a ligação crítica entre as hipóteses teóricas e a observação directa. No laboratório, os alunos praticam técnicas seguras de química de trabalho, a mecânica de medição, preparação de soluções, e eliminação segura de resíduos químicos.
-
Biologia das Honras
Honra Biologia culmina uma educação completa das ciências na Roxbury Latin. É oferecida aos membros da Classe I que tenham concluído Química ou Química de Honra. O texto do curso é Campbell, et al, Biologia: Conceitos e Conexões. As leituras e discussões assumem um conhecimento prático das ciências físicas. Uma sólida compreensão da base física dos processos biológicos permite aos alunos apreciar os mecanismos que regem as formas de vida desde os vírus até ao homo sapiens. A evolução é a teoria da ordenação da biologia que fornece o contexto em que todos os outros tópicos são desenvolvidos. Os tópicos principais incluem ecossistemas, bioquímica, biologia celular, biologia molecular, genética, anatomia, e fisiologia. Os mecanismos moleculares são enfatizados. Para todos os tópicos, os sistemas vegetais e animais são examinados em laboratório e na discussão em classe. Exercícios laboratoriais frequentes melhoram e ilustram o material conceptual. Além disso, em consulta com cientistas que trabalham, os estudantes concebem e executam uma experiência para responder a uma questão biológica da sua própria escolha.
-
Ciência Ambiental
A Ciência Ambiental é outro ponto culminante de uma educação científica completa em Roxbury Latin. A conclusão da Química é exigida aos rapazes que elegem a Ciência Ambiental juntamente com a permissão do departamento. Em 2011, a população humana atingiu 7 mil milhões. Se as tendências actuais se mantiverem, a população poderá atingir 10 mil milhões durante a vida dos actuais estudantes latinos de Roxbury. A utilização dos recursos naturais - florestas, terras agrícolas, oceanos, água doce, combustíveis fósseis - é sustentável para a nossa crescente população? Será que as formas como satisfazemos as necessidades da sociedade de hoje vão comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazer as suas necessidades? Em caso afirmativo, que mudanças podem ser feitas nos actuais padrões de utilização dos recursos naturais? Em Ciência AmbientalCada estudante desenvolve e defende a sua própria resposta a estas questões. Enquanto o curso se concentra na ciência por detrás dos sistemas biótico e abiótico da Terra e nas formas como os seres humanos os estão a impactar, os estudantes também discutem as barreiras económicas, sociais e culturais à mudança, e as oportunidades de ultrapassar estas barreiras através da educação, políticas públicas, avanços tecnológicos, e acções individuais.
Ao longo do ano, os estudantes utilizam a floresta latina de Roxbury como um laboratório vivo, observando e investigando os sistemas ecológicos e físicos da Terra. Os tópicos incluem fluxos de energia, o ciclo hidrológico, ciclos biogeoquímicos, biodiversidade, interacções de espécies, solos, clima e clima, e florestas. Os alunos descobrem a história geológica e escrita da floresta latina de Roxbury, e analisam em profundidade os muitos serviços ecossistémicos que ela oferece actualmente. Os estudantes utilizam as suas explorações florestais locais como plataforma para aprenderem sobre os outros grandes biomas e ecossistemas aquáticos do mundo, e para considerarem a gama de impactos que as acções humanas estão a ter sobre o ambiente. Os textos do curso são Tom Wessels'. Leitura da Paisagem Florestada (publicado por The Countryman Press) e Ambiente, 8ª Edição, por Raven, Hassenzahl, e Berg (publicado por Wiley).
-
Tópicos em Engenharia e Design
Tópicos em Engenharia e Design é um curso para rapazes que desejam explorar mais e aplicar as suas competências em matemática, ciência, e arte a problemas autênticos com significado global. Os rapazes desenvolvem um quadro para a resolução de problemas analíticos e a tomada de decisões através de uma série de desafios dirigidos numa série de campos de engenharia. Aprendem princípios básicos de concepção mecânica e eléctrica e depois estendem estes princípios e técnicas de análise a sistemas humanos e ambientais mais complexos. Ao longo deste processo, os rapazes descobrem o significado de "engenharia" e desenvolvem sentidos de responsabilidade pessoal e profissional pelas suas comunidades e pelos complexos sistemas em que operam. Os estudantes colaboram frequentemente em projectos de curto e longo prazo, utilizando activamente a tecnologia e a investigação para resolver problemas únicos. O curso está disponível para rapazes da Classe I. Os rapazes da Classe II devem obter permissão do instrutor e fazer Química ou Químicade Honra simultaneamente.