科学
科学的过程--观察我们周围的世界,形成一个假设,测试这个假设,然后批判性地思考和分享结果--是我们作为孩子本能地做的事情。这种探究是一种共同的经历;它是我们与周围世界互动和学习的方式。在罗克斯伯里拉丁学校,科学部努力建立在我们男孩的自然好奇心上,以便使这一过程正规化;提供工具,使学生能够找到他们问题的答案;并在他们如何应用和交流他们找到的答案方面灌输一种责任感。我们希望,在Roxbury Latin的学习过程中,我们的学生从能够背诵科学知识的公式和理论,到单独运用他们的创造力和热情来应用他们所学的知识,批判性地分析和解决他们所关心的问题。我们相信,通过这个过程,我们的毕业生不仅会欣赏科学是如何支撑现代文明的大部分,而且还会成为终身的科学学习者,无论他们选择什么职业。
因此,Roxbury Latin的科学课程力求为学生提供实践经验,创造机会进一步探索和展示课堂上讨论的理论概念。在许多情况下,学生在所学知识的基础上,选择一个领域或主题进行进一步的详细探索。然后他们设计实验,进行研究,并测试他们自己的假设。通过这种方式,他们开始理解科学是一个不断发展和动态的过程。
三级、二级和一级的学生必须从以下课程中至少通过两门实验科学课程。概念物理学(或荣誉物理学)、化学(或荣誉化学)和/或荣誉生物学--尽管大多数人都要学习三门或更多。通常情况下,80%以上的学生将学习三或四门高级科学课程,其中还包括工程和环境科学专题。
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.
科学课程
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科学与技术
(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.
在 我们21世纪的世界在《21世纪的世界》中,学生们将了解我们相互联系的数字世界,以及他们如何在其中成为有创造力、有生产力、安全和有道德的公民。计算机、个人设备、应用程序和网络已经变得如此容易使用,以至于它们不再需要对其实际工作方式有太多的了解。学习 "引擎盖 "下发生的事情,使学生有可能更充分地利用技术,成为数字领域的创造性生产者,而不仅仅是消费者,并了解使用技术的风险。学生们将学习晶体管、比特和字节、文件和操作系统,然后继续学习编程语言和控制计算机的方法。男孩们将练习用Python编程,培养对算法、计算思维和编程结构的理解。他们将学习信息如何在网络上移动,什么是互联网,以及什么是网页。他们将通过讨论隐私、匿名、批判性消费、公平使用和互联网道德来结束轮换。
在 生命的设计。学生研究生命系统的形式和功能。他们研究生命本身的性质,观察其显著的统一性和难以置信的多样性。他们考虑达尔文的自然选择进化理论如何解释生命的这些特征,并使我们能够理解细胞、器官和生物体的精巧设计。他们通过在实验室中经常观察生物体来发展对科学探索性质的理解。他们使用复合显微镜,进行解剖,并构建模型和模拟来实现这些目标。
在环境研究。 学生们学习地球上的生物和非生物系统以及它们之间的相互联系。他们发现,人类是这些自然系统的一部分,而不是它们的外部。从这个角度出发,男孩们考虑人类活动对环境的影响,重点关注与废物产生和能源使用有关的问题。男孩们不仅仅是了解社会所面临的环境问题;他们还研究如何通过以更环保的方式满足社会的需求来克服这些挑战。
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物理科学概论
(五年级)物理科学入门是一门 专门研究物质的必修课,为期一年。该课程遵循 物理科学入门 (IPS)文本的大部分时间。该课程的设计是让每节课都作为一个研究小组。通过一系列广泛的实验练习,该班研究了物质的特征属性。该课程从木材蒸馏开始,产生木炭和各种 "有气味的液体和气体"。为了进一步研究这些物质,男孩们学习以公制单位测量质量和体积的技术。在进行了一系列练习以发展物理和化学变化中的质量守恒观念后,他们研究了物质的密度、沸点和溶解度。在此,将根据需要对十次方符号、比率和比例的数学知识进行审查。学生们利用特征属性的差异将物质从混合物中分离出来。然后是 "污泥实验室":给学生们提供神秘的混合物,并要求他们在两周的时间内分离和识别混合物的物质。
在这个练习之后,男孩们通过实验来区分元素和化合物。在春季,课程变得更加以项目为导向,重点是化学过程和环境之间的联系。每个男孩调查一种特定化学元素的来源、特性、用途和安全处置方法。他的研究构成了课堂演讲和书面报告的基础。这个项目将我们的实验室工作与更广泛的世界中的工业和环境问题联系起来。另一个主要项目是探索环境中的水系统,从校园里的池塘到查尔斯河,再到美国或更大世界的另一个主要水系统。市政水源、水质参数和废水处理过程都被研究。学生们在前往伍兹霍尔海洋研究所的实地考察中了解海洋系统。他们对从查尔斯河沿岸几个地方收集的样本进行一系列的实验室测试,并提交结果报告。由于该课程的结果在很大程度上取决于学生在实验室的测量,男孩们体验到测量的不确定性,仔细观察和在笔记本上准确描述的重要性,以及科学过程的集体性质。
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数学-科学调查
(四年级)数学-科学调查(MSI) 是一门基于实验室的全年课程,为学生提供机会研究我们如何利用能源和材料来塑造和控制我们周围的世界。男孩们在跨学科的背景下做这些事情,探索科学、技术、工程、艺术和数学的思想,统称为STEAM。在这个课程中,男孩是积极的学习者,通过调查和实验发现概念,并完成项目,通常是在合作中完成,在这一年中,项目的复杂性不断增加。他们还沉浸在 "创客 "文化中,建立起创造性的信心,使用新发现的技能、工具和技术来处理具有挑战性的问题。
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概念性物理学
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.
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物理学优等生
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.
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化学和荣誉化学
化学和 化学优等生 研究我们周围物质和能量世界的结构和变化模式。教科书是Wilbraham, Staley, and Matta, 化学 化学;以及Brown, LeMay, and Bursten, 化学,中心科学 和Brown, LeMay, and Bursten, for Honors Chemistry.这些课程包括介绍性的实验练习和对化学计量学、气体定律和动力学理论的全面研究,对原子中的电子结构和原子间的化学键的定性高级观点,碰撞特性、反应机制、催化作用、平衡、酸和碱的特性以及一些有机化学。优秀化学课比化学课更深入地考虑这些课题。经常性的实验练习和课堂演示会发展和说明理论假设和直接观察之间的关键联系。在实验室里,学生要练习安全的化学操作技术、测量的力学原理、溶液的制备以及化学废物的安全处理。
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生物学优等生
生物学荣誉课程 使罗克斯伯里拉丁学校的全面科学教育达到了顶峰。该课程提供给已经完成化学或荣誉化学课程的一级班级成员。课程文本是Campbell, et al,生物学。概念和联系.阅读和讨论的前提是对物理科学有一定的了解。对生物过程的物理基础的扎实了解使学生能够理解从病毒到智人的生命形式的机制。进化是生物学的排序理论,为所有其他课题的发展提供了背景。主要课题包括生态系统、生物化学、细胞生物学、分子生物学、遗传学、解剖学和生理学。分子机制被强调。对于所有的主题,植物和动物系统在实验室和课堂讨论中被检查。经常性的实验室练习加强和说明了概念性材料。此外,在与工作的科学家协商下,学生设计并执行一个实验来回答他们自己选择的生物问题。
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环境科学
环境科学 是罗克斯伯里拉丁学校全面科学教育的另一个高潮。选修环境科学的男生必须完成化学课程,并得到系里的许可。2011年,人类人口达到70亿。如果目前的趋势继续下去,在今天的Roxbury Latin学生的一生中,人口可能达到100亿。我们不断增长的人口对自然资源--森林、农业用地、海洋、淡水、化石燃料--的使用是可持续的吗?我们今天满足社会需求的方式是否会影响到后代满足其需求的能力?如果是这样,在目前的自然资源使用模式中可以做出哪些改变?在 环境科学中,每个学生都对这些问题提出自己的答案并进行辩护。虽然课程的重点是地球的生物和非生物系统背后的科学,以及人类影响它们的方式,但学生也讨论了经济、社会和文化方面的变革障碍,以及通过教育、公共政策、技术进步和个人行动来克服这些障碍的机会。
在整个一年中,学生将罗克斯伯里拉丁森林作为一个活的实验室,观察和研究地球的生态和物理系统。主题包括能量流动、水文循环、生物地球化学循环、生物多样性、物种相互作用、土壤、气候和天气、以及林业。学生们揭开了罗克斯伯里拉丁森林的地质和文字历史,并深入了解它今天提供的许多生态系统服务。学生们将他们对当地森林的探索作为一个平台,学习世界上其他主要的生物群落和水生生态系统,并考虑人类行为对环境产生的一系列影响。课程文本是汤姆-韦塞尔斯的 阅读森林景观 (The Countryman Press出版)和 环境学第8版,作者是Raven, Hassenzahl, and Berg(由Wiley出版)。
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工程和设计的主题
工程与设计专题 是为那些希望进一步探索并将他们在数学、科学和艺术方面的技能应用于具有全球意义的真实问题的男孩开设的全年课程。男孩们通过一系列工程领域的定向挑战,建立起分析问题和决策的框架。他们学习机械和电气设计的基本原则,然后将这些原则和分析技术扩展到更复杂的人类和环境系统。在这个过程中,男孩们发现了 "工程 "的意义,并发展了对他们的社区和他们所处的复杂系统的个人和职业责任感。学生们经常在短期和长期项目上进行合作,积极利用技术和研究来解决独特的问题。二年级的男生必须获得教师的许可,并 同时 参加 化学 或 荣誉化学课程 。