Est-ce que la chimie est obligatoire au lycée dans le Wisconsin ?
Les élèves du lycée dans le Wisconsin doivent valider 3 crédits en sciences pour obtenir leur diplôme. Les districts scolaires ont la possibilité d'utiliser les Normes du Wisconsin pour les sciences (WSS), les Next Generation Science Standards (NGSS) sur lesquelles elles sont basées, ou d'autres normes déterminées localement. Même s'il peut y avoir quelques différences entre les écoles, les étudiants étudieront sans aucun doute des sujets scientifiques fondamentaux qui reposent sur une compréhension des principes fondamentaux de la chimie, tels que :
SCI.PS1.A.h Le modèle structural subatomique et les interactions entre les charges électriques à l'échelle atomique peuvent être utilisés pour expliquer la structure et les interactions de la matière, y compris les réactions chimiques et les processus nucléaires. Les motifs répétitifs de la table périodique reflètent les motifs des électrons externes. Une molécule stable a moins d'énergie que le même ensemble d'atomes séparés ; il faut au moins fournir cette énergie pour séparer la molécule.
SCI.PS1.B.h Les processus chimiques sont compris en termes de collisions de molécules, de réarrangement des atomes et de changements d'énergie déterminés par les propriétés des éléments impliqués.
SCI.PS1.C.h Les processus nucléaires, y compris la fusion, la fission et les désintégrations radioactives des noyaux instables, impliquent la libération ou l'absorption d'énergie.
SCI.PS2.A.h Le mouvement et les changements de mouvement peuvent être décrits quantitativement à l'aide des concepts de vitesse, de vélocité et d'accélération (y compris l'accélération, le ralentissement et/ou le changement de direction). La deuxième loi du mouvement de Newton (F=ma) et la conservation de la quantité de mouvement peuvent être utilisées pour prédire les changements dans le mouvement des objets macroscopiques. Si un système interagit avec des objets extérieurs, la quantité de mouvement totale du système peut changer ; cependant, tout changement de ce type est compensé par des changements de la quantité de mouvement des objets extérieurs au système.
SCI.PS2.B.h Les forces à distance sont expliquées par des champs qui peuvent transférer de l'énergie et peuvent être décrites en termes de disposition et de propriétés des objets en interaction et de la distance qui les sépare. Ces forces peuvent être utilisées pour décrire la relation entre les champs électriques et magnétiques. L'attraction et la répulsion entre les charges électriques à l'échelle atomique expliquent la structure, les propriétés et les transformations de la matière, ainsi que les forces de contact entre les objets matériels.
SCI.PS3.A.h Les systèmes tendent vers des états plus stables.
SCI.PS3.B.h L'énergie totale à l'intérieur d'un système est conservée. Le transfert d'énergie à l'intérieur et entre les systèmes peut être décrit et prédit en termes d'énergie associée au mouvement ou à la configuration des particules (objets).
SCI.PS3.C.h Les champs contiennent de l'énergie qui dépend de la disposition des objets dans le champ.
SCI.PS3.D.h La photosynthèse est le principal moyen biologique de capturer le rayonnement du soleil ; l'énergie ne peut pas être détruite, mais elle peut être convertie en formes moins utiles.
SCI.PS4.A.h La longueur d'onde et la fréquence d'une onde sont liées les unes aux autres par la vitesse de l'onde, qui dépend du type d'onde et du milieu à travers lequel elle se propage. Les ondes peuvent être utilisées pour transmettre de l'information et de l'énergie.
SCI.PS4.B.h Tant un modèle d'onde électromagnétique qu'un modèle de photon expliquent les caractéristiques du rayonnement électromagnétique de manière générale et décrivent les applications courantes du rayonnement électromagnétique.
SCI.PS4.C.h De grandes quantités d'informations peuvent être stockées et expédiées sous forme numérisée.
SCI.ESS1.A.h Les spectres lumineux des étoiles sont utilisés pour déterminer leurs caractéristiques, processus et cycles de vie. L'activité solaire crée les éléments par fusion nucléaire. Le développement des technologies a fourni les données astronomiques qui constituent les preuves empiriques de la théorie du Big Bang.
SCI.ESS1.B.h Les lois de Kepler décrivent les caractéristiques communes des mouvements des objets en orbite. Les observations de l'astronomie et des sondes spatiales fournissent des preuves des explications de la formation du système solaire. Les changements cycliques de l'inclinaison et de l'orbite de la Terre, se produisant sur des dizaines à des centaines de milliers d'années, entraînent des cycles de glaciation et d'autres changements climatiques progressifs.
SCI.ESS1.C.h Le registre des roches résultant des processus tectoniques et d'autres processus géoscientifiques, ainsi que les objets du système solaire, peuvent fournir des preuves de l'histoire ancienne de la Terre et des âges relatifs des principales formations géologiques.
SCI.ESS2.A.h Les effets de rétroaction existent au sein et entre les systèmes de la Terre.
SCI.ESS2.B.h La décomposition radioactive à l'intérieur de la Terre contribue à la convection thermique dans le manteau.
SCI.ESS2.C.h Les dynamiques de la planète sont fortement influencées par les propriétés chimiques et physiques uniques de l'eau.
SCI.ESS2.D.h Le rôle du rayonnement solaire et de ses interactions avec l'atmosphère, l'océan et la terre est la base du système climatique mondial. Les modèles climatiques mondiaux sont utilisés pour prévoir les changements futurs, y compris les changements influencés par le comportement humain et les facteurs naturels.
SCI.ESS2.E.h La biosphère et les autres systèmes de la Terre ont de nombreuses interconnexions qui entraînent une coévolution continue de la surface de la Terre et de la vie qui s'y trouve.
SCI.ESS3.A.h La disponibilité des ressources a guidé le développement de la société humaine et l'utilisation des ressources naturelles a des coûts, des risques et des avantages associés.
SCI.ESS3.B.h Les catastrophes naturelles et autres événements géologiques ont façonné le cours de l'histoire humaine à des échelles locales, régionales et mondiales.
SCI.ESS3.C.h La durabilité des sociétés humaines et de la biodiversité qui les soutient nécessite une gestion responsable des ressources naturelles, y compris le développement de technologies.
SCI.ESS3.D.h Les modèles climatiques mondiaux utilisés pour prédire les changements continuent d'être améliorés, bien que des découvertes sur le système climatique mondial soient en cours et toujours nécessaires.
SCI.ETS1.A.h Les critères et les contraintes incluent également la satisfaction de toutes les exigences fixées par la société, telles que la prise en compte des problèmes de réduction des risques, et ils devraient être quantifiés dans la mesure du possible et formulés de manière à pouvoir dire si un certain design les satisfait.
SCI.ETS1.A.h L'humanité est confrontée aujourd'hui à des défis mondiaux majeurs, tels que le besoin d'approvisionnement en eau potable et en nourriture ou de sources d'énergie qui minimisent la pollution, qui peuvent être traités grâce à l'ingénierie. Ces défis mondiaux peuvent également avoir des manifestations au niveau des communautés locales.
SCI.ETS1.B.h Lors de l'évaluation des solutions, il est important de prendre en compte plusieurs contraintes, telles que le coût, la sécurité, la fiabilité et l'aspect esthétique, et de tenir compte des impacts sociaux, culturels et environnementaux.
SCI.ETS1.B.h Les modèles physiques et les ordinateurs peuvent être utilisés de différentes manières pour aider dans le processus de conception en ingénierie. Les ordinateurs sont utiles pour une variété de purposes, comme l'exécution de simulations pour tester différentes façons de résoudre un problème ou pour voir laquelle est la plus efficace ou économique. Ils sont également utiles pour faire une présentation convaincante à un client sur la façon dont un certain design répondra à ses besoins.
SCI.ETS1.C.h Les critères peuvent nécessiter d'être décomposés en critères plus simples qui peuvent être abordés systématiquement, et des décisions sur la priorité de certains critères par rapport à d'autres (compromis) peuvent être nécessaires.
SCI.ETS2.A.h Lors de l'évaluation des solutions, il est important de prendre en compte plusieurs contraintes, telles que le coût, la sécurité, la fiabilité et l'aspect esthétique, et de tenir compte des impacts sociaux, culturels et environnementaux.
SCI.ETS2.B.h La civilisation moderne dépend de grands systèmes technologiques, tels que l'agriculture, la santé, l'eau, l'énergie, le transport, la fabrication, la construction et les communications.
SCI.ETS2.B.h Les ingénieurs modifient continuellement ces systèmes afin d'augmenter les avantages tout en réduisant les coûts et les risques. Les nouvelles technologies peuvent avoir des impacts profonds sur la société et l'environnement, y compris certains qui n'ont pas été anticipés. L'analyse des coûts et des avantages est un aspect essentiel des décisions concernant la technologie.
SCI.ETS3.A.h Les personnes issues de milieux divers apportent des perspectives uniques qui sont précieuses pour les résultats et les processus de la science et de l'ingénierie. Les antécédents, les points de vue et les domaines d'activité des scientifiques et des ingénieurs influencent la nature des questions qu'ils posent, la définition des problèmes et la nature de leurs découvertes et solutions. Certaines cultures ont été historiquement marginalisées dans le discours scientifique et technique.
SCI.ETS3.A.h Les scientifiques et les ingénieurs adoptent le scepticisme et la critique en tant que communauté. La tromperie délibérée dans la science est rare et est susceptible d'être révélée par le processus d'examen par les pairs. Lorsqu'elle est découverte, la malhonnêteté intellectuelle est condamnée par la communauté scientifique.
SCI.ETS3.B.h La science est à la fois un ensemble de connaissances qui représente la compréhension actuelle des systèmes naturels et les processus utilisés pour affiner, élaborer, réviser et étendre ces connaissances. Ces processus différencient la science des autres façons de connaître.
SCI.ETS3.B.h Les connaissances scientifiques ont une histoire qui comprend le raffinement des théories, des idées et des croyances au fil du temps. Les innovations scientifiques et techniques peuvent soulever des questions éthiques pour lesquelles la science et l'ingénierie, par elles-mêmes, ne fournissent pas de réponses et de solutions.
SCI.ETS3.C.h Les scientifiques utilisent une variété de méthodes, d'outils et de techniques pour développer des théories. Une théorie scientifique est une explication d'un aspect du monde naturel, basée sur des preuves qui ont été confirmées à plusieurs reprises par l'observation, l'expérimentation (vérification des hypothèses) et l'examen par les pairs. La certitude et la durabilité des découvertes scientifiques varient en fonction de la solidité des preuves à l'appui. Les théories sont généralement modifiées si elles ne peuvent pas accueillir de nouvelles preuves.
SCI.ETS3.C.h Les ingénieurs utilisent une variété d'approches, d'outils et de techniques pour définir les problèmes et développer des solutions à ces problèmes. Les solutions d'ingénierie réussies répondent aux besoins des parties prenantes et aux exigences de sécurité, et sont économiquement viables. Les compromis dans les aspects de conception équilibrent les demandes concurrentes.