Учебники Пёрышкина - в топку.

Многие преподаватели вузов, вступительную лекцию по своему предмету начинают со слов «Забудьте всё, что вы учили в школе». Очень часто – это просто некая бравада преподавателя. Но при изучении некоторых специализированных предметов это является насущной необходимостью. Почему вдруг обучение в школе дошло до такого уровня, когда оно приносит больше вреда, чем пользы? И тут же вплывают два извечных русских вопроса:

  1. Кто виноват?
  2. Что делать?

Давайте рассмотрим один подобный пример.

 

Почему ездят автомобили? Ответ очевиден – под капотом каждого авто работает двигатель внутреннего сгорания, который, в конечном счёте, и приводит в движение колёса.

Но вот как именно рождается эта движущая сила – вот что должны объяснять учителя физики школьникам. Давайте посмотрим, как это объяснение выглядит в настоящее время. Откроем рекомендованный Министерством образования РФ учебник Перышкина по физике для 8 класса (издание «Дрофа», 2004 год). Цитирую:

«Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается. Часть его внутренней энергии превращается в механическую энергию».

А теперь давайте разберёмся, так ли действительно обстоит дело? Крутящий момент на валу (т.е. механическая энергия) создается двигателем потому, что по одну сторону рабочего органа – поршня внутри цилиндра – в результате сгорания рабочей смеси (экзотермической химической реакции образования газов вследствие разложения углеводородов и соединения продуктов разложения с кислородом) создаётся сильное избыточное давление, создающее «движущую силу», как её называл Сади Карно. Эта сила, относительная равномерность действия которой достигается использованием массивного маховика и проворачивает коленчатый вал, двигает остальные поршни, подготавливая рабочий ход в других цилиндрах и крутит через коробку переключения передач ведущие колёса автомобиля. Всё, что я тут написал, становится хорошо известно автомобилистам. После того, как они забываю те глупости, которым их обучали в школе на уроках физики.

А как учат в школе?

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания более-менее правильно описан в главе 22 учебника Пёрышкина. При этом указывается, что ДВС – очень распространённый вид теплового двигателя. И вот далее, в главе 24 «КПД теплового двигателя» начинается «теоретическая часть». Из которой школьники должны усвоить, что «на самом деле» тепловой двигатель состоит из нагревателя,

рабочего тела и холодильника

.

 

Забавно, но к этому времени (13-14 лет) многие мальчишки (и даже девчонки) уже не понаслышке знают устройство двигателя внутреннего сгорания. У кого-то уже есть свой мопед, кто-то занимается авиамоделированием, кто-то просто постоянно торчит в самых «мужских» компаниях – в гаражах, наблюдая, как взрослые мужчины ремонтируют свои машины, ковыряются в движках и при этом пытаются им помочь (интересно ведь!!!), чем придётся. И эти дети знают, что основное у двигателя – это его цилиндры с поршнями. Что все поршни связаны между собой посредством шатунов и коленчатого вала. Что одной из самых важных систем двигателя является газораспределительный механизм и в головке блока цилиндров стоит один или несколько распределительных валов, которые в нужный момент открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны. Что очень важно правильно подготовить рабочую смесь, чем занимается карбюратор или инжектор (то есть знают, что у двигателя есть топливная система), и что горячие отработанные газы надо куда-нибудь выпускать (выхлопная система). И что двигатель в процессе работы очень сильно греется – поэтому его надо постоянно охлаждать (система охлаждения – рубашка двигателя, радиатор, вентилятор, антифриз или тосол и т.д.), чтобы он не перегревался.

И вдруг этим детям на уроках физики преподаватель физики (обычно – женщина, зачастую даже ни разу в своей жизни не заглядывавшая под капот), объясняет, что в ДВС, как и любой тепловой двигатель, состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника.

То, что рабочим телом является газ высокого давления, образовавшийся в результате сгорания топлива, возможно, понятно школьникам. Но вот когда они читают, что этот газ, толкающий поршни, цитирую: «получает от нагревателя некоторое количество теплоты», продвинутые в техническом отношении школьники начинают усиленно вспоминать, где же внутри двигателя имеется нагреватель? Ответьте мне, горе-преподаватели физики, где вы видели в ДВС нагреватель? Не можете ответить? И дети тоже не могут сообразить, где их преподаватель физики видел в ДВС нагреватель.

А теперь представьте, что продвинутого школьника спросят, а где в ДВС третья, последняя составная часть – холодильник, что он ответит? На мой взгляд, совершенно очевиден лишь один ответ – школьник должен указать пальцем на радиатор и получить за такой ответ заслуженную двойку, так как холодильником, оказывается, является атмосфера.

Разве можно после этого заставить наиболее умных детей любить физику?

 

А всё почему? А всё потому, что среди преподавателей физики и в Министерстве образования и науки РФ остолопов – просто пруд пруди. Они более полувека читают и вновь рекомендуют этот тупо написанный учебник и ни у кого из них в голове не родилась мысль, что они просто порят чушь на уроках по изучению такой важной практическом смысле темы.

Продолжение, в котором будет кратко рассмотрена история развития двигателей – и будет указано, откуда растут ноги у нагревателя и холодильника, следует.