Contente
- Definindo e integrando disciplinas científicas
- Integrando Biologia e Química
- Integrando Biologia e Física
- Integrando Biologia, Química e Física
- Biologia, Química ou Física?
Muitas escolas secundárias ensinam biologia, química e física como aulas separadas. Classes separadas podem sugerir que os assuntos não sejam relacionados, mas isso seria uma suposição imprecisa. Aulas de ciências integradas cada vez mais vinculando as disciplinas de biologia, química e física.
Definindo e integrando disciplinas científicas
Como Merriam-Webster os define, a biologia é o estudo da vida, mais especificamente "um ramo do conhecimento que lida com organismos vivos e processos vitais"; a química consiste em "uma ciência que lida com a composição, estrutura e propriedades das substâncias e com as transformações pelas quais elas passam"; e física significa "uma ciência que lida com matéria e energia e suas interações".
Integrando Biologia e Química
A relação entre química e biologia oferece muitas conexões possíveis e experimentos científicos para estudantes universitários de biologia. Toda a vida depende de processos químicos. O processo químico da fotossíntese, que utiliza a energia do sol para converter água e dióxido de carbono em glicose (açúcar), forma a base da maioria das cadeias alimentares. Como a fotossíntese, a quimiossíntese armazena energia através de processos químicos e sustenta as cadeias alimentares ao longo das saídas do mar, sugerindo possibilidades para a vida primitiva e a vida da Terra em outros planetas e luas.
Bioluminescência significa luz viva. Processos químicos em uma variedade de organismos, variando de plantas a fungos e animais, incluindo dinoflagelados, águas-vivas e peixes de pescador, criam essa luz viva. A digestão e a respiração celular também dependem de reações químicas nos organismos vivos. O entendimento da química da produção de petróleo, com base na decomposição de algas sob calor e pressão, oferece uma solução para a crise energética global produzindo petróleo a partir de algas, mas potencialmente cria outra crise ambiental através do uso contínuo de combustíveis fósseis anteriormente não renováveis.
Integrando Biologia e Física
A física dos organismos vivos também oferece oportunidades para experimentos científicos para estudantes universitários de biologia. Física inclui os estudos de mecânica, calor, luz, eletricidade e som. Estudos da energia usada por organismos vivos, seja por fotossíntese ou respiração celular, obscurecem a linha entre biologia e física. Os estudos de bioluminescência examinam tanto a energia quanto a luz gerada pelos organismos, combinando física e biologia. A eletricidade do sistema nervoso, os mecanismos que desencadeiam a hibernação ou estivação e a sensibilidade da retina e do tímpano aplicam os princípios da física aos mecanismos dos organismos.
Os estudos das forças que quebram ossos fornecem informações sobre os projetos biomecânicos para reparar esses mesmos ossos com sua força pré-quebrada e sugerem métodos para corrigir defeitos ou deficiências ambientais ou genéticas. A compreensão dos requisitos mecânicos e estruturais de várias articulações do corpo já forneceu as informações necessárias para projetar as articulações de substituição de joelho, quadril e ombro.
Integrando Biologia, Química e Física
Os organismos, vivos, mortos ou extintos, funcionam devido aos seus elementos biológicos, químicos e físicos combinados. O entendimento dessas disciplinas fornece insights sobre as características evolutivas e estruturais dos organismos. Por exemplo, as árvores permanecem porque a celulose em suas paredes celulares e a água armazenada em seus vacúolos fornecem a força estrutural para sustentar a biomassa das árvores, incluindo as folhas que convertem água e dióxido de carbono em energia para alimentar os processos químicos que permitem que as células crescer e se reproduzir para formar novas células. Compreender a força estrutural dos ossos e os processos químicos do metabolismo ajuda os cientistas a entender e recriar a biologia de organismos extintos, como dinossauros e répteis marinhos. O estudo da física e da química dos sistemas biológicos ligados à Terra sugere a existência e as estruturas de formas de vida em potencial sob condições extraterrestres.
Biologia, Química ou Física?
Muitas faculdades agora oferecem programas científicos integrados, em vez de estudos isolados em biologia, química ou física. Esses programas universitários reconhecem a interconectividade das disciplinas científicas. O jardim de infância atual, através dos padrões científicos do ensino médio, concentra-se na ciência integrada, com ênfase crescente nas ciências interconectadas, tecnologia, engenharia e matemática (STEM ou, com a adição de arte, STEAM). Muitas faculdades, desde o Currículo Integrado de Ciências de Princetons até o Departamento de Química e Bioquímica da Universidade de Oregons e o Departamento de Biologia da Harvey Mudd College agora oferecem cursos e diplomas que não se limitam a uma única disciplina científica tradicional.