La chimie est-elle obligatoire au lycée dans le Kentucky ?
Au Kentucky, les élèves doivent obtenir 3 crédits en sciences, dont 2 doivent être des cours de sciences avec travaux pratiques, afin de obtenir leur diplôme d'études secondaires. Les cours doivent être alignés sur l'ILP et couvrir les normes académiques du Kentucky (KAS) en sciences. Les options de cours supplémentaires conformes aux normes KAS en sciences pourraient inclure, entre autres, la chimie (ou le programme AP), la physique (ou le programme AP), la biologie (ou le programme AP), la science médico-légale CSI, les cours de sciences à double crédit, etc.
Les lycées du Kentucky peuvent proposer des cours de sciences dans des séquences de matières spécifiques. Par exemple, dans différents lycées, les élèves peuvent suivre les cours suivants tout au long de leur scolarité :
- Biologie, chimie, physique et sciences de la Terre/de l'espace (note : il s'agit d'une offre de quatre cours)
- Biologie, introduction à la chimie et à la physique, et sciences de la Terre/de l'espace
- Biologie avec sciences de la Terre/de l'espace, chimie avec sciences de la Terre/de l'espace, et physique avec sciences de la Terre/de l'espace
- Science intégrée I, Science intégrée II et Science intégrée III
- Science conceptuelle I, Science conceptuelle II et Science conceptuelle III
En tant qu'État pilote pour les Normes des sciences de nouvelle génération (NGSS), les élèves des lycées du Kentucky rencontreront les sujets de chimie suivants dans la liste typique des cours de lycée :
HS. Structure and Properties of Matter
Students who demonstrate understanding can:
HS-PS1-1
Use the periodic table as a model to predict the relative properties of elements based on the patterns of electrons in the outermost energy level of atoms. [Clarification Statement: Examples of properties that could be predicted from patterns could include reactivity of metals, types of bonds formed, numbers of bonds formed, and reactions with oxygen.]
HS-PS1-3
Plan and conduct an investigation to gather evidence to compare the structure of substances at the bulk scale to infer the strength of electrical forces between particles. [Clarification Statement: Emphasis is on understanding the strengths of forces between particles, and not on naming specific intermolecular forces (such as dipole-dipole). Examples of particles could include ions, atoms, molecules, and networked materials (such as graphite). Examples of bulk properties of substances could include the melting point and boiling point, vapor pressure, and surface tension.]
HS-PS1-8
Develop models to illustrate the changes in the composition of the nucleus of the atom and the energy released during the processes of fission, fusion, and radioactive decay. [Clarification Statement: Emphasis is on simple qualitative models, such as pictures or diagrams, and on the scale of energy released in nuclear processes relative to other kinds of transformations.]
HS-PS2-6
Communicate scientific and technical information about why the molecular-level structure is important in the functioning of designed materials.* [Clarification Statement: Emphasis is on the attractive and repulsive forces that determine the functioning of the material. Examples could include why electrically conductive materials are often made of metal, flexible but durable materials are made up of long-chained molecules, and pharmaceuticals are designed to interact with specific receptors.]
HS. Réactions chimiques
Les étudiants qui démontrent une compréhension peuvent :
HS-PS1-2
Construire et réviser une explication pour le résultat d'une simple réaction chimique basée sur les états électroniques les plus externes des atomes, les tendances dans le tableau périodique et la connaissance des modèles de propriétés chimiques. [Clarification Statement: Des exemples de réactions chimiques pourraient inclure la réaction du sodium et du chlore, du carbone et de l'oxygène, ou du carbone et de l'hydrogène.]
HS-PS1-4
Développer un modèle pour illustrer que la libération ou l'absorption d'énergie à partir d'un système de réaction chimique dépend des changements dans l'énergie de liaison totale. [Clarification Statement: L'accent est mis sur l'idée qu'une réaction chimique est un système qui affecte le changement d'énergie. Des exemples de modèles pourraient inclure des dessins et des diagrammes au niveau moléculaire de réactions, des graphiques montrant les énergies relatives des réactifs et des produits, et des représentations montrant que l'énergie est conservée.]
HS-PS1-5
Appliquer les principes scientifiques et les preuves pour fournir une explication sur les effets du changement de température ou de concentration des particules réactives sur le taux auquel une réaction se produit. [Clarification Statement: L'accent est mis sur le raisonnement des étudiants qui se concentre sur le nombre et l'énergie des collisions entre les molécules.]
HS-PS1-6
Formuler des arguments basés sur la théorie cinétique moléculaire pour expliquer comment la modification des conditions affecte les taux avant et après d'une réaction à l'équilibre. [Clarification Statement: L'accent est mis sur l'application du principe de Le Chatelier et sur l'amélioration des systèmes de réaction chimique, y compris les descriptions du lien entre les modifications apportées au niveau macroscopique et ce qui se passe au niveau moléculaire. Des exemples de conceptions pourraient inclure différentes façons d'augmenter la formation de produits, notamment en ajoutant des réactifs ou en enlevant des produits.]
HS-PS1-7
Utiliser des représentations mathématiques pour étayer l'affirmation que les atomes, et donc la masse, sont conservés lors d'une réaction chimique. [Clarification Statement: L'accent est mis sur l'utilisation d'idées mathématiques pour communiquer les relations proportionnelles entre les masses des atomes dans les réactifs et les produits, et la traduction de ces relations à l'échelle macroscopique en utilisant la mole comme conversion de l'échelle atomique à l'échelle macroscopique. L'accent est mis sur l'évaluation de la pensée mathématique des étudiants et non sur la mémorisation et l'application mécanique de techniques de résolution de problèmes.]
HS. Vagues et rayonnement électromagnétique
Les étudiants qui démontrent leur compréhension peuvent :
HS-PS4-1
Utiliser des représentations mathématiques pour appuyer une affirmation concernant les relations entre la fréquence, la longueur d'onde et la vitesse des ondes se propageant dans différents milieux. [Clarification Statement: Des exemples de données pourraient inclure le rayonnement électromagnétique se propageant dans le vide et le verre, les ondes sonores se propageant dans l'air et l'eau, et les ondes sismiques se propageant à travers la Terre.]
HS-PS4-3
Évaluer les affirmations, les preuves et les raisonnements derrière l'idée que le rayonnement électromagnétique peut être décrit soit par un modèle d'onde, soit par un modèle de particules, et que, dans certaines situations, un modèle est plus utile que l'autre. [Clarification Statement: L'accent est mis sur la façon dont les preuves expérimentales appuient l'affirmation et sur la manière dont une théorie est généralement modifiée à la lumière de nouvelles preuves. Des exemples de phénomènes pourraient inclure la résonance, l'interférence, la diffraction et l'effet photoélectrique.]
HS-PS4-4
Évaluer la validité et la fiabilité des affirmations contenues dans des documents publiés sur les effets que différentes fréquences de rayonnement électromagnétique ont lorsqu'elles sont absorbées par la matière. [Clarification Statement: L'accent est mis sur l'idée que les photons associés à différentes fréquences de lumière possèdent des énergies différentes, et que les dommages aux tissus vivants causés par le rayonnement électromagnétique dépendent de l'énergie du rayonnement. Des exemples de documents publiés pourraient inclure des livres spécialisés, des magazines, des ressources en ligne, des vidéos et d'autres textes susceptibles de refléter un parti pris.]
HS-PS4-5
Communiquer des informations techniques sur la manière dont certains dispositifs technologiques utilisent les principes du comportement des ondes et les interactions des ondes avec la matière pour transmettre et capturer des informations et de l'énergie.* [Clarification Statement: Des exemples pourraient inclure des cellules solaires capturant la lumière et la convertissant en électricité ; l'imagerie médicale ; et la technologie des communications.]
HS. Matière et énergie dans les organismes et les écosystèmes
Les étudiants qui démontrent une compréhension peuvent :
HS-LS1-5
Utiliser un modèle pour illustrer comment la photosynthèse transforme l'énergie lumineuse en énergie chimique stockée. [Clarification : L'accent est mis sur l'illustration des entrées et des sorties de matière et du transfert et de la transformation de l'énergie dans la photosynthèse par les plantes et d'autres organismes photosynthétiques. Des exemples de modèles pourraient inclure des diagrammes, des équations chimiques et des modèles conceptuels.]
HS-LS1-6
Construire et réviser une explication basée sur des preuves sur la manière dont le carbone, l'hydrogène et l'oxygène des molécules de sucre peuvent se combiner avec d'autres éléments pour former des acides aminés et/ou d'autres grandes molécules à base de carbone. [Clarification : L'accent est mis sur l'utilisation de preuves provenant de modèles et de simulations pour soutenir les explications.]
HS-LS1-7
Utiliser un modèle pour illustrer que la respiration cellulaire est un processus chimique par lequel les liaisons des molécules alimentaires et des molécules d'oxygène sont rompues et que des liaisons dans de nouveaux composés se forment, ce qui entraîne un transfert net d'énergie. [Clarification : L'accent est mis sur la compréhension conceptuelle des entrées et des sorties du processus de respiration cellulaire.]
HS-LS2-3
Construire et réviser une explication basée sur des preuves concernant le cycle de la matière et le flux d'énergie dans des conditions aérobies et anaérobies. [Clarification : L'accent est mis sur la compréhension conceptuelle du rôle de la respiration aérobie et anaérobie dans différents environnements.]
HS-LS2-4
Utiliser une représentation mathématique pour étayer les affirmations sur le cycle de la matière et le flux d'énergie entre les organismes d'un écosystème. [Clarification : L'accent est mis sur l'utilisation d'un modèle mathématique de l'énergie stockée dans la biomasse pour décrire le transfert d'énergie d'un niveau trophique à un autre et sur le fait que la matière et l'énergie sont conservées lorsque la matière circule et que l'énergie circule à travers les écosystèmes. L'accent est mis sur les atomes et les molécules tels que le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote qui sont conservés lorsqu'ils se déplacent dans un écosystème.]
HS-LS2-5
Élaborer un modèle pour illustrer le rôle de la photosynthèse et de la respiration cellulaire dans le cycle du carbone entre la biosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère et la géosphère. [Clarification : Des exemples de modèles pourraient inclure des simulations et des modèles mathématiques.]