Os nossos estudantes exploram o mundo natural em cenários de laboratório e de campo, para desenvolver esquemas conceptuais frutuosos, e para promover os valores da investigação científica.

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.

A nossa sequência padrão de cursos de ciências nos anos do liceu é propositadamente invulgar: Após um ano de exploração prática no MSI, os alunos fazem então Física de Honra ou Física Conceptual no seu segundo ano, continuam com Química de Honra ou Química como juniores, e concluem com Biologia de Honra ou Biologia como seniores. A Ciência Ambiental pode ser tomada na Classe I, sozinha ou em simultâneo com a Biologia ou Biologia de Honra. Os tópicos em Engenharia estão abertos tanto a juniores como a seniores, embora os juniores que elegerem o curso tenham de o fazer juntamente com Honors Chemistry or Chemistry; os seniores podem faze-lo sozinhos ou em simultâneo com Honors Biology or Biology.

Em Física de Honra, os estudantes examinam o desenvolvimento histórico dos nossos conceitos de movimento, força, energia, luz, e carga eléctrica. O curso culmina com um estudo da estrutura dos átomos de hidrogénio e núcleos atómicos. Este estudo funciona como um prelúdio para Honors Chemistry, no qual os rapazes exploram padrões de combinação química e energética química relacionados com estruturas atómicas e moleculares. A Honors Chemistry desenvolve modelos para vários átomos e moléculas simples, incluindo algumas das moléculas orgânicas tão importantes para os seres vivos. Com esta formação química necessária, os rapazes em Biologia Honrosa são capazes de desenvolver uma compreensão da base molecular da hereditariedade e da evolução genética da vida. Podem também relacionar processos bioquímicos com a estrutura e função dos organismos.

Embora utilizemos textos de nível universitário nos nossos cursos eletivos, estes cursos não são especificamente vocacionados para exames de Colocação Avançada. No entanto, todos os anos, vários estudantes preparam-se para e fazem exames de ciências AP em física, química e biologia com conselhos dos seus professores.

Com o apoio e encorajamento do departamento, os estudantes têm a oportunidade de se dedicarem à investigação durante o ano escolar ou durante o Verão como Richard M. Whitney Scholars. Vários rapazes latinos de Roxbury participaram em concursos nacionais de investigação científica, incluindo um vencedor do concurso da Siemens-Westinghouse e dois estudantes nomeados estudiosos de topo no concurso Science Talent Search em 2020. Os rapazes da RL também ganharam lugares na Equipa de Física dos EUA para a Olimpíada Internacional de Física.

Cursos de Ciências

  • Ciência e Tecnologia

    (Classe VI) Ciência e Tecnologia começa com uma unidade introdutória que utiliza a própria floresta de 50 acres de Roxbury Latin como laboratório vivo para ensinar competências fundacionais em observação científica, recolha de dados, e no desenvolvimento de hipóteses. A partir daí, o curso é composto por três unidades complementares, de 10 semanas, tomadas em rotação. A componente tecnológica, O nosso mundo do século XXI, é emparelhado com dois cursos do Departamento de Ciências, O Desenho da Vidae Estudos Ambientais. Os três cursos têm uma abordagem "prática", emparelhando um estudo académico rigoroso com actividades laboratoriais frequentes.

    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

    A Física Conceptual é um curso de levantamento baseado em conceitos (e não em matemática) que cobre muitos dos conceitos que regem o nosso mundo físico. Não são exigidas ou esperadas competências matemáticas avançadas. Os alunos concentram-se na compreensão, descobrindo padrões e testando ideias através de actividades práticas e demonstrações. Os alunos aprenderão competências como a utilização de dispositivos de medição e a importância da incerteza nas suas medições. Aprenderão como construir uma experiência e como analisar e interpretar dados. Os tópicos incluem a mecânica newtoniana (movimento, forças, impulso e energia), a geometria da óptica, e um estudo das propriedades das ondas, incluindo ondas sonoras e de luz. Sempre que possível, serão feitas ligações a aplicações do "mundo real". Durante a Primavera, os estudantes investigarão a electricidade, magnetismo e dispositivos electromagnéticos, tais como motores, transformadores, altifalantes, etc. Os estudantes terão a oportunidade de aplicar os seus conceitos aprendidos em vários concursos internos, tais como um desafio de queda de ovos, um projecto de construção de pontes, a concepção e construção de dispositivos de reprodução de som, e uma construção de motores eléctricos.

  • Física de Honra

    Honra A Física é o estudo da matéria e da energia no nosso mundo natural. Neste curso, os alunos exploram tanto os aspectos qualitativos como quantitativos destes tópicos. Embora a compreensão conceptual seja primordial, os estudantes têm muitas oportunidades de praticar o processo científico através da observação de fenómenos, da concepção de experiências, e da recolha e análise de dados enquanto extraem e apresentam conclusões. Esta aprendizagem baseada em laboratório e em projectos é utilizada ao longo de todo o curso. Após uma introdução ao método científico, o curso passa rapidamente à cinemática - o estudo do espaço e do tempo e como as coisas movem-se, incluindo o movimento unidimensional e bidimensional. Dinâmica - o estudo das forças e porque é que as coisas se movem - segue, e inclui uma introdução às famosas leis do movimento de Newton. Os estudantes aplicam estas leis enquanto investigam vários tipos de movimento, incluindo circular, rotacional, orbital, e oscilatório. Investigamos então a energia e o impulso das partículas durante várias interacções, incluindo colisões. Enquanto o primeiro semestre se concentra na física das partículas e da energia, o segundo semestre concentra-se na física das ondas e da energia (ondas mecânicas, ondas sonoras, e ondas electromagnéticas, incluindo a luz). Os tópicos incluem o estudo de ondas sonoras, electrostática e campos eléctricos, electricidade e corrente contínua, magnetismo, e indução electromagnética. Finalmente, revemos as interacções entre luz e matéria, culminando com a introdução da teoria quântica inicial. O texto utilizado é Giancoli, Física 6ª Edição, publicado por 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.