Расследование 3. Карточка учителя

0. Подготовка

Датчик. Нужен один на класс (MH-Z19, SCD40/SCD41 или готовый бытовой монитор). Если школьного нет — часто есть у родителей: бытовые мониторы CO₂ стали массовыми. Объявление «нужен на неделю» нередко решает вопрос.

На пару: 3 светодиода (зелёный, жёлтый, красный), 3 резистора 330 Ом, батарейный отсек, макетка, провода. Клетчатая бумага для графиков.

Заранее: договорись с коллегами, в чьих уроках будет стоять датчик, и с дежурными парами о записи показаний.

1. Банк вопросов «спроси класс»

В1. Почему к шестому уроку тяжело думать — устали или задохнулись?

• Правильно: обе причины работают, но вклад духоты измерим и часто недооценён; при 1400+ ppm концентрация внимания объективно падает.
• Ошибка: «просто лень / просто устали» — списывание на характер.
• Толчок: «Усталость мы измерить не можем. А воздух — можем. Давай отделим одно от другого.»

В2. CO₂ ядовит?

• Правильно: в наших концентрациях — нет. Он индикатор застоя воздуха: много CO₂ значит, что воздух не обновляется.
• Ошибка: «да, мы травимся углекислым газом» — пугает и неверно.
• Толчок: «Если бы он травил при 1500 ppm, что было бы в переполненном автобусе? Почему мы живы?»

В3. Откуда в классе CO₂?

• Правильно: мы сами, при дыхании. Один человек ~20 л/час, тридцать — 600 л/час.
• Ошибка: «с улицы, от машин».
• Толчок: «На улице 400 ppm, у нас 1500. Значит, источник внутри. Кто здесь дышит?»

В4. Где CO₂ будет выше — у окна или в углу?

• Правильно: обычно в дальнем от притока углу, где воздух застаивается. Но разница может быть небольшой — газ перемешивается.
• Ошибка: «внизу, он же тяжелее воздуха» — распространённое заблуждение: при таких концентрациях и комнатной конвекции CO₂ перемешан, а не лежит слоем на полу.
• Толчок: «Проверим прибором в двух точках. Что скажет измерение?»

В5. Может ли в классе стать меньше 400 ppm?

• Правильно: нет, ниже уличного не опустится — свежий воздух приносит те же 400.
• Ошибка: «если долго проветривать, станет 0».
• Толчок: «Чем мы проветриваем? Какой CO₂ в том воздухе, который заходит?»

В6. Что эффективнее — форточка настежь на 5 минут или щель весь урок?

• Правильно: залповое проветривание на перемене эффективнее сбрасывает пик и меньше выхолаживает класс; щель работает как постоянный небольшой приток. Лучше сочетать. Ответ должен дать ваш эксперимент, а не учебник.
• Ошибка: уверенный ответ без данных.
• Толчок: «У нас есть прибор. Зачем гадать?»

В7. Как датчик “чувствует” газ, если он не нюхает?

• Правильно: ИК-луч проходит через камеру, CO₂ поглощает определённую длину волны; чем больше газа, тем слабее луч на приёмнике.
• Ошибка: «там химическая реакция / он нюхает».
• Толчок: «Свет проходит через газ. Что с ним может случиться по дороге?»

В8. Почему нельзя дышать прямо в датчик?

• Правильно: в выдохе ~40 000 ppm — прибор зашкалит и будет долго возвращаться к реальным значениям, испортив измерение.
• Ошибка: «сломается».
• Толчок: «Сколько CO₂ в твоём выдохе по сравнению с воздухом класса? Во сколько раз?»

2. Вопросы с подвохом

«CO₂ тяжелее воздуха, значит, он внизу — надо мерить у пола?» Классическое заблуждение. Чистый CO₂ действительно плотнее, но при концентрации 0,1% и обычной конвекции (люди, батареи, движение) он равномерно перемешан. Слоями он ложится только в огромных концентрациях в замкнутых ямах — отсюда и реальная опасность в колодцах и погребах. В классе — меряй на уровне дыхания.

«А кислород кончается?» Практически нет. При 2000 ppm CO₂ кислорода убыло на доли процента — с 20,9% до примерно 20,7%. Плохо нам от накопления CO₂ и застоя, а не от нехватки кислорода. Это важно проговорить: миф «нечем дышать, кислород кончился» живуч.

«Растения на подоконнике очистят воздух?» Почти нет. Чтобы компенсировать дыхание одного человека, нужны десятки квадратных метров листвы при хорошем освещении. Ночью растения сами выделяют CO₂. Красиво — да, вентиляция — нет. Хороший повод посчитать порядок величин.

«Если открыть окно, будет холодно и все заболеют». Заболевают не от холода, а от вирусов, которые как раз лучше накапливаются в непроветриваемом помещении. Правильный ответ — залповое проветривание на перемене: воздух меняется быстро, стены не успевают остыть.

«Наш датчик врёт, показания скачут». Скачки в пределах десятков ppm — норма (см. «Сигналы и данные»: любое измерение шумит). Договоритесь снимать значение через 30 секунд после установки и не двигать датчик.

3. Частые ошибки учеников

• Дышат в датчик «чтобы посмотреть, как вырастет». → Предупреди до раздачи. Один такой опыт — и класс ждёт 10 минут возврата к норме. Хочешь показать — сделай это демонстративно в конце, как отдельный эксперимент.

• Записывают только число, без времени и условий. → «Число без времени и без “открыта ли форточка” — мусор. По нему ничего нельзя понять.»

• Меняют место датчика между замерами. → «Сравнивать можно только одинаковое. Переставил — начал новую серию.»

• «У нас 1200, а норма 1000 — значит, всё пропало». → Учи читать порядок величин, а не паниковать: 1200 — это «пора проветрить», а не «опасно для жизни».

• Хотят «доказать», что в школе ужасно, и подгоняют данные. → Важнейший момент честности: «Мы записываем то, что показал прибор. Если окажется, что воздух нормальный — это тоже результат, и он не хуже.»

4. Тайминг

Это расследование не помещается в один урок — измерение идёт весь день. Разбивка:

Урок 1 (45 мин) — подготовка и сборка

Между уроками — сбор данных (дежурные пары, весь учебный день).

Урок 2 (45 мин) — обработка и вывод

5. Что делать, если пошло не так

Датчика нет вообще. Расследование можно провести на косвенных признаках: запотевание окна, субъективные оценки класса по шкале 1–5 каждые 15 минут, температура. Это слабее, но учит тому же: систематическому наблюдению и записи. Честно скажи классу, что меряете косвенно.

Показания не растут (хорошая вентиляция). Отличный результат — значит, в кабинете нормально. Тогда сравните с другим помещением: спортзал, столовая, маленький кабинет, актовый зал после собрания. Найдите место, где проблема есть.

Дежурные забыли записать половину замеров. Не переделывай — обсуди: что делать с пропусками в данных? Можно ли достроить график? Это настоящая проблема настоящих исследователей, и разговор о ней полезнее идеальной таблицы.

Класс не верит цифрам («датчик врёт»). Проверьте на улице (должно быть ~400) и на выдохе (зашкалит). Две контрольные точки убеждают.

6. Разговор с администрацией

Результат этого расследования — единственный в курсе, который выходит за пределы кабинета. Это стоит использовать.

Что подготовить: один лист. График «время → ppm» за учебный день, красная линия на 1000 ppm, отметки перемен и проветриваний. Внизу три строчки: что измеряли, чем, какой вывод.

Как формулировать. Не «в школе невозможно находиться», а: «Мы измерили воздух в кабинете №__. С 4 урока CO₂ превышает норму в 1,5 раза. Проветривание на перемене снижает его до нормы за N минут. Предлагаем регламент: …»

7. Междисциплинарные выходы