化学

对于任何想知道世界(和宇宙)在基本层面是如何运作的人来说，现代科学(几乎)有所有答案;然而，对学校科学课的痛苦记忆和看似晦涩难懂的科学术语常常使人们放弃从事这一领域的研究。在本课程中，我们将采用两种截然不同的方法来接触化学以及物理和生物的相关领域。我希望让你们相信，科学最终是关于人的——我们如何了解和改变我们对物质世界的信念。秋季学期:通过游戏培养科学素养。近年来，许多教育性的棋盘和卡片游戏被设计出来，以帮助学生学习物理和生命科学的词汇和概念。这些游戏的制造商声称，它们在科学上是准确的，并为非传统学习者提供了一种发展基础科学实用知识的新方法。我们将学习亚原子和原子物理、化学和生物化学中的一些重要的核心主题。为了活跃我们的课堂，我们将使用以下游戏作为每个单元的学习中心:亚原子:原子建造游戏™;周期:元素的游戏™;共价:分子构建游戏™;离子:一个复合建筑游戏™;肽:蛋白质构建游戏™;和Cytosis:一个细胞生物学游戏™。在每种情况下，我们将着眼于开发者如何将当前的科学知识整合到他们的游戏中。 By playing, we will determine how effective these games are in helping us to learn scientific concepts and to gain confidence using scientific vocabulary.春季学期:阅读和写作化学传记．在春季学期，我们将阅读一些化学元素和重要化合物的故事——不仅是它们的发现，还有它们的文化和历史意义。我们将发现不同的文化如何影响人们对各种化学品及其使用的态度，以及重要化学品如何反过来影响文化和改变生活。在秋季学期，学生将每周与导师进行个人会议。在春季，我们将根据学生的需求和会议项目的进展，每周或每隔一周举行一次会议。

化学是研究物质的性质、组成和转化的学科。化学是现代生活所需物质生产的核心;例如，合成治疗疾病的药品，生产养活不断增长的人口所需的化肥和农药，以及开发高效和对环境无害的能源。本课程介绍现代化学的基本概念。我们将从研究原子的结构和性质开始，原子是构成元素和我们周围物质世界中最简单物质的基石。然后，我们将探索不同元素的原子如何相互结合，形成无限多种更复杂的物质，称为化合物。这将引导我们研究几类化学反应:物质转化为具有不同物理性质的新材料的过程。在此过程中，我们将了解物质的三种状态(固体、液体和气体)如何以及为什么彼此不同，以及化学反应如何产生或消耗能量。在每周的实验室课程中，我们将进行实验，以说明和测试课程授课部分提出的理论。这些实验也将有助于发展合成和分析化学技术方面的实际技能。

营养是我们和我们所食用的食物之间所有相互作用的总和。营养学的研究包括营养素在形成结构材料、提供能量和帮助调节新陈代谢方面的性质和一般作用。食品化学家是如何合成无法消化的脂肪的?这种脂肪能满足我们对脂肪的先天需求吗?有副作用吗?为什么?什么是健康的饮食?严格限制食物摄入被视为一种普遍的情绪障碍，如厌食症和暴食症，会有什么后果?这些和其他问题将被讨论。我们还将讨论发育、怀孕、情绪状态和疾病对营养需求的影响。我们将考虑食品生产和加工对营养价值和食品安全的影响。

本课程是《普通化学1》的延续。我们将从详细研究溶液的物理和化学性质开始，这将使我们能够考虑影响化学反应速率和方向的因素。然后我们将研究酸碱的性质以及电在化学中所起的作用。本课程最后将介绍核化学和有机化学。每周的实验课程将允许我们演示和测试课程部分所描述的理论。

有机化学是研究其分子以碳原子为基础的化合物，通常与氢、氧和氮结合。尽管碳元素相当有限，但已知的有机化合物比不含碳的化合物多。使现代生活成为可能的许多化合物——如药品、杀虫剂、除草剂、塑料、颜料和染料——都可以归为有机化学，这一事实使有机化学更加重要。因此，有机化学影响着许多其他的科学学科;有机化学知识对于详细了解材料科学、环境科学、分子生物学和医学是必不可少的。本课程概述了有机化合物的结构、物理性质和反应性。我们将看到，有机化合物可以根据某些原子群划分为相似的化合物家族，无论它们在什么分子中，这些原子群的行为总是相似的。这些官能团使我们能够合理地解释有机试剂所进行的大量反应。本课程涵盖的主题包括:有机分子内成键的类型;有机反应机理的基本概念(亲核取代、消除和亲电加成); the conformations and configurations of organic molecules; and the physical and chemical properties of alkanes, halogenoalkanes, alkenes, alkynes, and alcohols. In the laboratory section of the course, we will develop the techniques and skills required to synthesize, separate, purify, and identify organic compounds. Organic Chemistry is a key requirement for pre-med students and is strongly encouraged for all others who are interested in the biological and physical sciences.

这门课程是关于生物学的化学基础的。我们将从研究生物学上重要分子的主要类别的结构和功能开始:氨基酸、多肽和蛋白质;碳水化合物;和脂质。然后我们将看酶的活性，包括机制，动力学，和调节酶介导的反应。接下来将概述核酸(DNA和RNA)及其在真核细胞中的作用。对生物膜的研究将导致对生物能量学和细胞内代谢过程的研究。

在这门课程中，我们将探索其他有机分子家族的物理和化学性质。芳香化合物、醛和酮、羧酸及其衍生物(酸氯化物、酸酸酐、酯和酰胺)、烯醇和烯醇和胺的反应性将被讨论。我们还将研究从简单的起始材料合成大而复杂的分子的方法。有机结构测定的现代方法，如质谱法、1H和13C核磁共振波谱法和红外波谱法也将介绍。在本课程的实验室部分，我们将继续发展合成、分离、纯化和识别有机化合物所需的技术和技能。有机化学II是医学预科学生的关键要求，强烈鼓励所有其他对生物和物理科学感兴趣的人。

生物学，研究地球上生命的学科，包括从微小到巨大的结构和形式。为了掌握生命的复杂性，我们从作为所有生命体基础的细胞和分子形式和机制开始这项研究。本学期的开始部分将介绍对生命过程的生物化学至关重要的基本分子。在此基础上，我们进一步研究细胞生物学、遗传学和遗传的染色体基础的主要思想、结构和概念。最后，我们将通过研究这些原理与进化机制之间的关系来结束本学期。在整个学期中，我们将讨论对重大发现负有责任的个人，以及实验技术和过程，这些实验技术和过程在生物学理解方面取得了进展。每周的实验工作将作为课程的补充。

绿色基础设施有可能改变我们的城市，用土壤、植被和水道取代沥青和混凝土。然而，尽管全球各地的城市都在制定绿色基础设施计划，以保护水资源、增强生物多样性，并适应全球气候变化的影响，但关于绿色基础设施到底是什么，人们一直在争论不休。而且，在我国城市和郊区广泛实施该计划仍存在许多障碍。在本次研讨会中，我们将从生态系统服务的角度探讨绿色基础设施——自然生态系统为人类免费提供的调节、供应和文化利益。通过对杨克斯和纽约市绿色基础设施项目的定量案例研究和实地考察，我们将了解各种不同类型的绿色基础设施，包括雨水花园、绿色屋顶、蓄水池和人工湿地。我们还将了解与评估绿色基础设施绩效相关的挑战，并将批判性地评估现有的绿色基础设施计划和设计。

“气候变化”涵盖了各种各样的水文、热、地质和大气危机，这些危机在范围和强度上相互交织并加速发展。受桂冠青年诗人阿曼达·戈尔曼(https://www.youtube.com/watch?v=xwOvBv8RLmo)表演她的诗地出这门课程邀请了社会科学、人文科学和艺术的对话:在不同的规模、特定的背景下，通过不同的媒体，探索全球气候危机。小说和非小说写作、历史和电影将被用来调查一个有争议的被称为“人类世”的时代的理解。这些不同的视角、方法和见解给我们对特定环境的感知带来了什么?不同的修辞形式、想象、叙事和视觉图像如何告知对人类世的认知和情感反应?它们对我们理解地球历史上这一时刻的标志——全球环境紧急状况有何帮助?对艺术和人文学科的干预如何构成“创造世界”的行为——以新的方式看待、感受和想象人类关爱这个星球的方式?结合政治生态学和文化人类学的文学作品，我们将阅读阿米塔夫·高希和斯坦尼斯拉斯·莱姆等作家的小说;罗伯特·麦克法兰(Underlands)、本·埃伦赖希(沙漠的笔记本)、约瑟夫·马斯科(美国西部受辐射景观)、凯特·布朗(Plutopia)和玛德琳·沃茨(内陆海）.

方差，相关系数，回归分析，统计显著性，误差范围…你以前听过这些术语和其他统计术语，你也在新闻报道和研究文章中看到过它们。但它们是什么意思呢?为什么它们如此重要?作为对理解数据的核心概念、技术和推理的介绍，本讲座课程侧重于用于洞察人类兴趣的不同领域的统计分析的基本方法。统计数据的使用、误用和滥用将是本课程的中心重点;具体的探索课题将从实验设计理论、抽样理论、数据分析和统计推理等方面展开。应用程序将被考虑在时事、商业、心理学、政治、医学和其他自然和社会科学领域。统计(电子表格)软件将在本课程中广泛介绍和使用，但假定没有相关技术的经验。小组会议，以工作坊的方式进行，将有助于加强学生对课程材料的理解。 This lecture is recommended for anybody wishing to be a better-informed consumer of data and strongly recommended for those planning to pursue advanced undergraduate or graduate research in the natural sciences or social sciences.

我们的存在在于一个永恒的变化状态。苹果从树上掉下来;云层穿过广阔的农田，遮挡了好几天的阳光;与此同时，卫星绕着地球旋转，向我们的手机发送和接收信号。微积分的发明是为了开发一种语言来准确地描述和研究我们所看到的变化。古希腊人开始详细研究变化，但害怕与无限搏斗;因此，直到17世纪，艾萨克·牛顿和戈特弗里德·莱布尼茨等人驯服了无限大，才诞生了这一极为成功的数学分支。尽管只有几百年的历史，微积分已经成为自然科学和社会科学中不可或缺的研究工具。我们的研究从极限这一中心概念开始，进而探讨微分与积分这两个主题。这一理论的许多应用将被考察。 For conference work, students may choose to undertake a deeper investigation of a single topic or application of the calculus or conduct a study in some other branch of mathematics. This seminar is intended for students interested in advanced study in mathematics or science, students preparing for careers in the health sciences or engineering, and any student wishing to broaden and enrich the life of the mind.

本课程延续了数学探究的主线，在对微分和积分这两个主题的初步研究之后(参见微积分I课程描述)。本课程将探讨的主题包括指数函数和对数函数的微积分、积分理论在几何上的应用、可选坐标系、无穷级数和函数的幂级数表示。对于会议工作，学生可以选择对单个主题或微积分应用进行更深入的研究，或对其他与数学相关的主题进行研究。本研讨会面向对数学或科学的高级研究感兴趣的学生，面向那些准备在健康科学或工程领域从事职业的学生，或任何单纯希望拓宽和丰富思想生活的学生。

兴趣的数量——明天的气温、欧洲的失业率、春假飞往劳德代尔堡的机票费用——很少是一个主要变量的简单函数。无论是好是坏，现实在数学上是多变量的。本课程介绍了多变量函数数学分析中使用的一系列主题和工具。向量、矩阵和微分方程的相互交织的理论及其应用将是这一年课程探索的中心主题。具体的主题包括二维、三维和更高维度的向量的代数和几何;点积、叉积及其应用;高维平面和线的方程;线性方程组的解，利用高斯消去法，行列式、逆和特征向量的理论和应用，三维固体的体积积分法，球和柱坐标系，以及各种类型微分方程的可视化和构造解的方法。会议工作将涉及学生选择的一些数学主题的调查。

基于微积分的普通物理是大多数大学的标准课程;因此，本课程将为您在物理科学、工程或健康领域的更高级工作做准备。本课程将涵盖入门的经典力学，包括运动学，动力学，动量，能量和重力。重点将放在科学技能上，包括:解决问题，发展物理直觉，科学沟通，技术的使用，以及开发和执行实验。培养科学技能的最好方法是实践科学过程。我们将专注于通过发现、测试、分析和应用基本物理概念在互动课堂和每周的实验室会议中学习物理。

这门课程涵盖了入门的经典力学，包括动力学，运动学，动量，能量和重力。考虑从事建筑学或健康科学的学生，以及那些为了物理而对物理感兴趣的学生，应该选修这门课或古典力学。重点将放在科学技能上，包括解决问题、发展物理直觉、科学沟通、使用技术以及开发和执行实验。研讨会将包括讨论、探索活动和解决问题的活动。此外，班级将每周开会进行实验室工作。不要求有微积分背景。

基于微积分的普通物理是大多数大学的标准课程;因此，本课程将为您在物理科学、工程或健康领域的更高级工作做准备。本课程将涵盖波、几何和波光学、静电学、静磁学和电动力学。我们将用对光的粒子和波性质的探索来结束我们的讨论，并最终以其不完整的暗示来结束我们对经典物理学的探索。重点将放在科学技能上，包括:解决问题，发展物理直觉，科学沟通，技术的使用，以及开发和执行实验。培养科学技能的最好方法是实践科学过程。我们将专注于通过发现、测试、分析和应用基本物理概念在互动课堂和每周的实验室会议中学习物理。

在这门为期一年的诗歌和现实世界的课程中，我们将考虑伟大的盖亚，我们是其中的一部分。我们每周都会读诗写诗。我们会问:我们什么时候开始认为自然与我们是分开的?为什么我们开始说动物，好像我们不是动物似的?是什么故事和神话决定了我们对自己和信仰的态度?我们将阅读其中的一些故事和神话(创世神话;伊甸园，失落的花园)。我们将阅读到关于这一主题的悠久而丰富的诗歌传统，从早期的土著民族到禅宗和尚和华兹华斯，再到加里·斯奈德，再到当代诗人的作品。我们将阅读书籍和文章，教我们关于其他动物和生物，我们称之为植物、树木、行星和星系。每个学生将研究生活世界的一个方面，并把他们所学到的教给我们其他人。 And we will write poems that incorporate that knowledge. We will read books of poems but also watch films, take field trips, and meet with each other outside of class in weekly poetry dates. By the end of the class, my hope is that each of us will have a greater understanding of the great organism that we call Earth and will create a collection of poems that engage the questions that our class raises: What is time? What is death? What is Eden? Where is the garden now? Who are the other organisms? How have we, as a species, affected the other organisms? How have we affected the oceans, the Earth, the air? How can poetry address the planetary emergency? Required for this class: intellectual curiosity, empathy, and a willingness to observe the world, to pay attention, and to write poetry that matters. This is a class for experienced writers, as well as for those who want to give writing poetry a try. All are welcome.