Välkommen till Christopher Polhem tillbaka till framtiden Detta material riktar sig till dig som vill besöka utställningen Polhem tillbaka till framtiden på egen hand med din grupp/klass som går i mellan- eller högstadiet. Om materialet och utställningen Materialet består av en lärarhandledning, samt 10 stycken uppsättningar av ett frågehäfte som eleverna ska arbeta med i utställningen. Utställningen är uppdelad i olika sektioner (A01 B09) som representerar olika delar av hans liv. Dessa sektioner följer också en färgkodning som gör det lättare att orientera sig i utställningen. Indelningen i olika sektioner återkommer också i frågematerialet för att ge ledtrådar om var i utställningen svaren till frågorna ska gå att finna. Syfte med materialet Syftet med arbetet i utställningen är att konkretisera teknikhistorien och visa exempel på problem som Polhem löste och därmed ge eleverna en förståelse för drivkrafter bakom teknikutveckling. Att tekniken har förändrats över tid är uppenbart när vi tittar på föremål i utställningen, till exempel 1600-talets vattenhjul. Men mekanismerna, länkarna och ihopkopplingarna är desamma som idag och genom att eleverna får testa, känna och prova olika mekanismer ökar deras förståelse för den teknik som lade grunden till många uppfinningar och innovationer som finns i vår tid. Gör så här Förberedelser inför besöket Här i lärarhandledningen finns frågorna redovisade som eleverna ska arbeta med på museet. Även svaren finns redovisade med kommentarer och motiveringar. Läs igenom materialet för att skapa en förförståelse för utställningen. Vi har även bifogat en kort introduktion till besöket som du som lärare kan använda dig av på museet. Se till att eleverna har med sig linjerat papper och pennor för att kunna dokumentera sina svar och reflektioner.
På museet I museets entré finns det färdiga uppsättningar av frågorna att låna. Samla gruppen i entrén till utställningen. Här kan du hålla en kortfattad introduktion till utställningen med hjälp av det bifogade materialet. Dela in klassen i tio olika grupper om 3-4 personer. Varje grupp får ett häfte vardera som de ansvarar för. Läskunnighet är ett krav för att kunna arbeta med uppgifterna. Hur lång tid besöket tar kan variera, men räkna med minst 40-70 minuter för att hinna med frågorna. Låt eleverna anteckna sina svar. Det finns utrymme för fortsatta diskussioner när ni kommer tillbaka till skolan och går igenom frågorna. Till exempel kan eleverna få i uppgift att gruppvis redovisa sina resultat och reflektioner kring frågorna. Lärarens introduktion till utställningen Polhem Christopher Polhem var en svensk vetenskapsman som levde under Stormaktstiden. Han har betytt mycket för svensk teknikutveckling och några av hans uppfinningar har haft genombrott utomlands. Mer om Polhems och hans tid finns att läsa om här: http://www.tekniskamuseet.se/1/1890.html Samla klassen framför A.01 för att introducera uppdraget. Den här utställningen är uppdelad i två rum, och den är färgkodad enligt den här modellen: Exempel att det ljusgröna med märkningen A.02 är denna del som handlar om Polhem när han var liten. Peka på den gröna väggen. Polhem var en svensk vetenskapsman som t.ex. är avbildad på våra femhundralappar. Han utvecklade många viktiga innovationer som har fått stor betydelse för teknikutvecklingen. Bland annat är han känd för att vilja sprida kunskap om olika mekanismer och kallas ibland för den svenska mekanikens fader I utställningen finns det bilder och texter men även saker att upptäcka och utforska. Saker som ni får testa, snurra och känna på. Ni kommer att få låna ett häfte med 20 frågor och en penna att skriva med, svarspappret som ni skriver svaren på ska ni lämna till er lärare. Ni kommer att jobba tillsammans i grupper om två eller tre. Det finns 10 häften. Häftet ni
får låna innehåller 20 frågor, fördelade på fem sidor. Det finns ledtrådar till var du ska leta efter svaren. (A.02) Alla 5 häften har olika förstasidor. Alla grupper har samma frågor men de börjar på olika ställen för att det inte ska bli för trångt och köbildning vid svaren. Frågorna med svar och kommentarer Polhems barndom Först lite grundfakta om Polhem: han föddes år 1661, hans mor var en borgardotter från Vadstena vid namn Christina Eriksdotter Schening och hans far var tysk köpman, som hette Wulf Christopher Polhammar. Christoffer adlades år 1716 och bytte då efternamn till Polhem. Han förlorade sin far vid 8 års ålder och fick flytta till sin farbror som bodde i Stockholm. När Polhem var 12 år gammal dog även farbrodern och Polhem blev tvungen att försörja sig som dräng på olika gårdar. Hur kan det ha varit att börja jobba som 12-åring, kan eleverna relatera till det? 1. Var föddes Polhem? Svar: Han föddes på Gotland. 2. Hur gammal var han när hans pappa dog? Svar: Han var 8 år gammal. Vetenskapsmannen Polhem 1600-1700-tals porträttmåleri avslöjade ofta vad personen i fråga hade för titel. Alldeles särskilt viktigt var det för kungligheter att avbildas på ett kungligt sätt. På porträttet håller Polhem i ett matematikverktyg som visar att han var vetenskapsman. På Stormaktstiden i Sverige var litteratur för vetenskapsmän skriven på latin, och det var prästerna som kunde latin. Polhem försökte lära sig latin genom att studera ett lexikon, men det gick inte och han behövde hjälp. Han promenerade till prästen och erbjöd sig att laga dennes urverk mot att få kunskap om latin.
Genom att laga fler klockor åt fler präster och bygga upp ett nätverk av kontaktpersoner. Genom dessa kontakter kom Polhem till slut till Uppsala för att studera. Det var mycket ovanligt att andra människor än adeln studerade vid universiteten. Polhem fick bo och arbeta (med att laga urverk) för en universitetsprofessor; Anders Spole, som i sin tur hjälpte Polhem att bli inskriven vid universitetet, mot att han lagade det gamla medeltida konsturet i Uppsala domkyrka. Det tog Polhem flera år att laga uret, han studerade på dagarna och arbetade med uret på nätterna. Polhem var inte bara en annan samhällsklass än sina studiekamrater, han var också många år äldre. Isaak Newtons bok Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, ofta förkortat till enbart Principia, var nyutkommen när Polhem gick på universitetet. Det var alltså Newtons banbrytande teorier om ex påverkan om alla kroppars tillstånd och gravitation som vetenskapsmännen läste om, men för det mesta undersökte de världen omkring sig. Genom vetenskapliga studier, med ett undersökande arbetssätt, upptäckte man olika fenomen, som tillexempel att luft finns, och att det finns något i luften som vi behöver för att leva. 3. Porträttet: Vad håller Polhem i handen? Svar: En proportionalcirkel. 4. Och vad användes en sådan till? Svar: Ett instrument för att göra enklare beräkningar och omvandlingar. 5. Vad är detta? Svar: En bok skriven på latin (om pneumatik av Heron av Alexandria). Christopher Polhem skrevs in för att studera vid Uppsala universitet. 6. Hur gammal var han då? Svar: 25 år. 7. På universiteten lärde man sig om fysik genom experiment, man undersökte naturen på ett vetenskapligt sätt. Ge ett exempel på hur man lärde sig om luft på den här tiden? Svar: Genom att sätta en fågel (eller som här på museet en mus) under en glaskupa och sedan pumpa ur luften. När syret tog slut svimmade djuret av (den vaknade till liv när luft släpptes in i kupan igen).
Polhems resa Polhem fick genom sina kontakter med kungahuset möjlighet att göra en studieresa. Karl XI såg Polhems potential och ville att han skulle vara med och utveckla Sverige. Polhem gav sig iväg på en lång resa, för att ta reda på mer om teknik och andra länders utveckling. Han lämnade sin gravida hustru Maria med två barn och reste med häst och vagn genom Europa tillsammans med en av sina studenter. Hur kan det ha känts att vara hemifrån i tre år utan särskilt mycket kontakt förutom några få brev? 8. Polhem gjorde en lång resa i Europa, hur många år var han bortrest? Svar: 3 år. Polhems mekaniska alfabet Polhem ville sprida sin kunskap om mekanik och byggde därför upp det mekaniska alfabet. Precis som en författare behöver kunna bokstäverna i alfabetet för att kunna kombinera dem till ord och därefter till meningar och till historier och böcker, lika väl behöver en ingenjör som ska bygga en maskin förstå de olika delarna som ska samverka. Några av de modeller som finns i montern har Polhems studenter byggt och modellerna har varit en del av Kungliga Tekniska Högskolan. Under sin utbildning har KTH-studenter byggt modeller av tekniska principer för att få förståelse för exempelvis rörelseöverföringar, så sent som på 1920-talet. 9. Vilken av de tre modellerna på det gula bordet finns inte i modellskåpet vid väggen? Svar: Axel med Polhemsknut/kardanknut. Kardanaxeln i en bil är just en Polhemsknut. Kan ni hitta andra mekanismer i er vardag? Undersök till exempel några leksaker som på något sätt rör sig!
Industrialiseringen Polhem var före sin tid, han såg hur maskiner kunde utföra arbete istället för människor och att den var billigare i drift! 100 år senare kom ångmaskinen att slå igenom och maskiner och fabriker blev ett faktum i tillverkningsindustrin. Han konstaterade till och med själv att han var född i fel tid, världen var inte redo för hans tankar om exempelvis denna effektivisering. 10. Veva på remdriftshjulen i taket, på den i mitten står det ett budskap från Polhem, vilket? Svar: Wattudriften behöver ej mat och lön som människor. Genombrottet Kung Karl VI gav Polhem livslång lön för att han skulle vara med att driva Sverige framåt. Polhem hade många tankar om tillexempel hur vi skulle exportera mer råvaror men även förädla järnet i Sverige, istället för att exportera råvaran till England och sedan importera de färdiga verktygen. En av Polhems stora idéer gällde att få upp malm från gruvor. Kungen trodde på denna idé och gav Polhem i uppdrag att bygga Machina Nova i Falu Koppargruva år 1691. Hans konstruktion byggde på en typ av löpande band, där malmtunnorna for fram på räls, fylldes med malm och hissades upp med hjälp av ett hakspel med stänger istället för hinkar i linor. Vidare tömdes tunnorna ovan mark och fortsatte tillbaka ner i gruvan allt helt automatiskt. Tyvärr satte flera olika parameterar stopp för bygget och det fungerade dåligt. Falun och Sverige var inte redo för denna typ av effektivisering. Rädsla för ny teknik var stor och gruvarbetarnas rädsla för att bli av med sina arbeten gjorde att det skedde en del sabotage. Är vi öppna för att ta emot och anamma ny teknik? Vilken är den nya tekniken Du har anammat? 11. Polhem byggde ett stort uppfodringsverk i Falun som hissade upp malmen från gruvan, som på museet är gestaltat med en röd modell, där du kan snurra hjulet, och då klättrar hinken upp. Vad heter den maskinen? Svar: Machina Nova (den nya maskinen).
Modellkammaren När en byggherre skulle uppföra ett bygge fanns det inte så många ritningar, istället kunde man få låna en modell. Det handlar om att förstå tekniken genom att studera en modell. Polhem konstruerade inte bara inom gruvnäringen, här hittar vi modeller av sjukhussäng, en torktumlare, en skärningsmaskin för tillvekning av textil och en kakelugn. Denna brandstege bygger på samma teknik som vi hittar t.ex. i en saxlift. 12. Vad är detta (bilden)? Kan du komma på något annat exempel där vi använder oss av samma mekaniska princip? Svar: En brandstege. Litteratur Unga vetenskapsmän i Sverige; Anders Celcius, Carl von Linné och Anders Alströmer startade en vetenskapsakademi där Polhem var hedersmedlem. All litteratur för studenter skrevs på latin, men Polhem föreslog att de skulle ge ut vetenskaplig litteratur på svenska. Detta är premiärnumret av tidskriften som var skriven på svenska. 13. Vad heter den tidskrift som vetenskapliga sällskapet Collegium Curiosorum gav ut år 1716? Svar: Daedalus Hyperboreus Eftervärlden Tre av Polhems elever har dels dokumenterat mycket av det Polhem gjorde och dels spridit detta till eftervärlden. 14. Vilka var Carl Cronstedt, Emanuel Swedenborg och Augustin Ehrensvärd? Svar: Polhems studenter/elever/lärjungar.
Stiernsund I Dalarna byggde Polhem en verkstad, en fabrik skulle vi kalla den för idag, där många smeder, hantverkare och urmakare arbetade. Under många år bodde familjen Polhem här. Maskiner som drevs av vattenkraft, tillverkade tex kugghjul, tallrikar och lås. Polhem sålde lås och ur i första hand men även andra uppfinningar han hade skapat. Här mötte Polhem motstånd igen. Urmakare filade ett kugghjul i taget. Det tog tid. Om Polhems maskin kunde tillverka årsproduktionen av kugghjul så snabbt då skulle urmakarna bli av med sina arbeten och försörjning. 15. Hur många personer behövdes för att driva Polhems automatiska kugghjulskärningsmaskin? Svar: 1 person (och ett vattenhjul). 16. Hur många kugghjul kunde maskinen tillverka på 8 dagar? Svar: Lika många kugghjul som behövdes i Sverige under ett helt år. En finurlig uppfinning Polhem gjorde är denna den konstige tapp. Genom att med husbondens nyckel ställa in antal glas på butlerns nyckel fick butlern bara ur exakt så många glas vin ur tunnan i vinförrådet. På så sätt kunde husbonden kontrollera att inte personalen snikade åt sig några droppar. 17. Vad är detta (bilden)? Svar: Konstige Tapp (för att kunna bestämma och mäta hur mycket som tappas ut från exempelvis brännvinstunnan). 18. Tryck på knappen på modellen av smedjan. Hur många verktyg drivs av de två valsarna? Svar: 6 st.
Om Polhem hade levat idag Polhemsexperterna på filmen anser att Polhems sätt att tänka kring leverans av platta paket och standardmått, eller vara påhittig vad gäller nya produkter liknas han vid grundarna till Ikea och Apple. Hur hade Polhem haft det om han levt idag? Vilka saker hade han förbättrat? Skulle det vara möjligt att få livslång lön? Skulle han ha uppskattat mobiltelefonen? Vilka problem möter uppfinnare idag? Diskutera och jämför nu och då. 19. Lyssna på ljudet i bildspelet i verkstan: Vem anser de två experterna att Polhem skulle ha varit om han hade levt idag? Svar: Steve Jobs och Ingvar Kamprad. Urverken Genom att undersöka, ta isär och sätta ihop igen lärde sig Polhem om att laga urverk. Inte bara laga utan även förbättra. För att kunna förbättra behöver man förstå. Hur fungerar det? Var tar det emot? Varför är den ena pendeln längre? Vad är det som stoppar lodet att dunsa i golvet? Snurra på klockorna, se vad som händer, observera och dra egna slutsatser. 20. Snurra på de gula urverken, vad är skillnaden mellan de båda? Hur tror du dessa skillnader påverkar effekten? Svar: Ankargång och spindelgång, dvs kugghjulet är stående respektive liggande. Ankargångsurverket har också längre pendel och tyngre lod.