De tre niveauer af naturvidenskab

Naturvidenskab er et paraplyudtryk, der bruges til at beskrive flere underområder inden for videnskab, herunder ethvert, der vedrører stof, energi og hvordan disse reagerer og transformeres med hinanden. På colleges over hele USA er naturvidenskabelige afdelinger ofte struktureret i et tværfagligt format, der trækker fra mange videnskabelige områder og undertiden endda matematik. Naturvidenskab kan dog generelt opdeles i tre hovedkategorier: biologi, kemi og fysik. Hver af disse er en disciplin af studier i sig selv, men der er også flere underområder inden for hver.

Biologi fokuserer på livet i alle dets former - mennesker, dyr, planter og andre organismer. Biologi kan også opdeles i separate interesseområder, såsom molekylær og cellebiologi, humanbiologi, økologi og evolutionær biologi, udviklingsbiologi, mikrobiologi og immunologi. Disse underområder giver en mere snæver tilgang for studerende til at fokusere deres færdigheder og studier, selvom de fleste gymnasier har et kernekrav, der er nødvendigt for at alle biologiske hovedfag skal gennemføres. Denne kerne vil omfatte biologikurser samt klasser i kemi og fysik for at afrunde det videnskabelige program.

Kemi er et andet stort område inden for naturvidenskab, og ligesom biologi er der et par bemærkelsesværdige underkategorier. Organisk, analytisk og fysisk kemi er tre af disse områder. Ud over de grundlæggende gradskrav vil kemiske hovedfag blive nedsænket i klasser som kvantitativ kemi, uorganisk kemi, cellulær biokemi og instrumental analyse, der beskæftiger sig med teorier og anvendelser af kemikalier instrumenter. Større læringsresultater i kemiundersøgelsen omfatter løsning og forklaring af problemer, demonstration af laboratoriekompetencer, præsentation af resultater og forståelse af kemiske teorier og praksis.

Fysik beskæftiger sig med naturlovene og egenskaberne ved forskellige typer stof. Dette naturvidenskabelige område dækker en bred vifte af underemner, herunder elektronik, optik og bølger, magnetisme, termodynamik og kvantefysik. Studerende i et fysikprogram vil udforske alle disse og vil også deltage i forskningsprojekter for at få praktisk erfaring i disciplinen. Fysik trækker også stærkt fra matematik, og calculus spiller en særlig stor rolle.

Ud over biologi, kemi og fysik inkluderer naturvidenskaben også studieretninger inden for biokemi, datalogi, geologi, matematik og psykologi. Disse underfelter er ofte repræsenteret på gymnasier med en naturvidenskabelig afdeling, da de også involverer undersøgelse af stof, energi og andre elementer i den naturlige verden. Som en del af en kollektiv gruppe overlapper disse discipliner ofte med studerende, der tegner fra flere områder for at gennemføre deres studiekurser. For eksempel vil biokemistuderende finde sig i at tage flere matematikklasser, og psykologstuderende vil ofte tage kurser i biologi-underfelter, såsom anatomi og fysiologi.