İçerik
- Bilim Disiplinlerini Tanımlama ve Bütünleştirme
- Biyoloji ve Kimyanın Bütünleştirilmesi
- Biyoloji ve Fiziği Bütünleştirmek
- Biyoloji, Kimya ve Fiziğin Bütünleştirilmesi
- Biyoloji, Kimya veya Fizik?
Birçok lise biyoloji, kimya ve fiziği ayrı sınıflar olarak öğretir. Ayrı sınıflar, deneklerin ilişkisiz olduğunu öne sürebilir, ancak bu yanlış bir varsayım olacaktır. Entegre fen dersleri giderek biyoloji, kimya ve fizik konularını birbirine bağlar.
Bilim Disiplinlerini Tanımlama ve Bütünleştirme
Merriam-Webster'ın tanımladığı gibi, biyoloji, yaşam araştırması, daha spesifik olarak "canlı organizmalar ve yaşamsal süreçlerle uğraşan bir bilgi dalı" dır; kimya "maddelerin bileşimi, yapısı ve özellikleriyle ve yaşadıkları dönüşümlerle ilgilenen bir bilim" den oluşur; ve fizik “madde ve enerji ve etkileşimleri ile ilgilenen bir bilim” anlamına gelir.
Biyoloji ve Kimyanın Bütünleştirilmesi
Kimya ve biyoloji arasındaki ilişki, biyoloji alanındaki üniversite öğrencileri için birçok olası bağlantı ve fen deneyleri sunmaktadır. Tüm yaşam kimyasal işlemlere bağlıdır. Su ve karbondioksiti glikoza (şekere) dönüştürmek için güneş enerjisini kullanan fotosentezin kimyasal işlemi çoğu gıda zincirinin temelini oluşturur. Fotosentez gibi, kemosentez de enerjiyi kimyasal işlemlerle depolar ve derin deniz delikleri boyunca besin zincirlerini destekler ve dünyanın diğer gezegenlerde ve aylarda en erken yaşamı ve hayatı düşünmesini sağlar.
Biyolüminesans canlı ışık anlamına gelir. Dinoflagellatlar, denizanası ve fener balığı da dahil olmak üzere bitkilerden mantarlara kadar çeşitli organizmalarda kimyasal işlemler bu canlı ışığı yaratır. Sindirim ve hücresel solunum aynı zamanda canlı organizmalar içindeki kimyasal reaksiyonlara da bağlıdır. Alglerin ısı ve basınç altında ayrışmasına dayanan petrol üretim kimyasının anlaşılması, petrolü alglerden yaparak küresel enerji krizine bir çözüm sunar, ancak daha önce yenilenemeyen fosil yakıtların sürekli kullanımıyla potansiyel olarak başka bir çevresel kriz yaratır.
Biyoloji ve Fiziği Bütünleştirmek
Canlıların fiziği, aynı zamanda üniversite biyoloji öğrencileri için fen deneyleri için fırsatlar sunmaktadır. Fizik, mekanik, ısı, ışık, elektrik ve ses çalışmalarını içerir. Canlı organizmalar tarafından kullanılan, fotosentez veya hücresel solunumdan elde edilen enerji çalışmaları, biyoloji ve fizik arasındaki çizgiyi bulanıklaştırır. Biyolüminesans çalışmaları, fizik ve biyolojiyi birleştiren organizmalar tarafından üretilen enerjiyi ve ışığı incelemektedir. Sinir sisteminin elektriği, kış uykusunu ya da geçimini tetikleyen mekanizmalar ve retina ve kulak zarının duyarlılığı, fizik prensiplerini organizmaların mekanizmalarına uygular.
Kemikleri kıran kuvvetlerin çalışmaları, aynı kemikleri kırılma mukavemetlerine göre tamir etmek için biyomekanik tasarımlara dair öngörü sağlar ve çevresel veya genetik kusurları veya eksiklikleri gidermek için yöntemler önerir. Çeşitli vücut eklemlerinin mekaniğinin ve yapısal gereksinimlerinin anlaşılması, diz, kalça ve omuz eklemlerinin değiştirilmesi için gerekli bilgileri zaten sağlamıştır.
Biyoloji, Kimya ve Fiziğin Bütünleştirilmesi
Canlı, ölü veya soylu olan organizmalar, birleşik biyolojik, kimyasal ve fiziksel unsurları nedeniyle işlev görür. Bu disiplinlerden gelen anlayış, organizmaların evrimsel ve yapısal özelliklerine dair içgörü sağlar. Örneğin, ağaçlar durur çünkü hücre duvarlarındaki selüloz ve boşluklarında depolanan su, suyu ve karbondioksiti enerjiye dönüştüren yapraklar da dahil olmak üzere ağaçların biyokütlesini tutacak yapısal gücü sağlar; büyüyüp yeni hücreler oluşturmak için çoğalın. Kemiklerin yapısal gücünü ve metabolizmanın kimyasal süreçlerini anlamak, bilim adamlarının dinozorlar ve deniz sürüngenleri gibi soyu tükenmiş organizmaların biyolojisini anlamalarına ve yeniden yaratmalarına yardımcı olur. Dünyaya bağlı biyolojik sistemlerin fiziğini ve kimyasını incelemek, dünya dışı koşullar altında potansiyel yaşam formlarının varlığını ve yapılarını önerir.
Biyoloji, Kimya veya Fizik?
Günümüzde birçok kolej, biyoloji, kimya veya fizikte izole edilmiş çalışmalar yerine entegre bilim programları sunmaktadır. Bu üniversite programları, bilimsel disiplinlerin birbirine bağlılığını tanır. Mevcut lise bilimi standartlarındaki anaokulu, birbirine bağlı bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM veya sanat eklenmesiyle STEAM) eğitimine ağırlık vererek, entegre bilime odaklanmaktadır. Princetons Integrated Science Müfredatından Oregons Üniversitesi Kimya ve Biyokimya Bölümüne Harvey Mudd College'de Biyoloji Bölümüne kadar birçok kolej artık kendilerini tek bir geleneksel bilimsel disipline sınırlamayan kurslar ve dereceler sunuyor.