Lärarhandledning GYmnasiet
2 University Library, Istanbul; Muslim Heritage Consulting, Dubai.
3 Innehåll Varför besöka utställningen 1001 Inventions?...5 Vad innehåller utställningen?...6 1 000 år på 800 m 2... 6 Aktivitetszon... 6 Utställningens sju teman... 6 Loftet... 6 Att besöka utställningen...7 På museet...8 Introduktion till ämnesområdet...9 Ett relevant besök... 10 Uppgifter och förberedelser...13 Inför och efter besöket...13 Uppfinningar och innovationer...14 Kända vetenskapsmän... 14 Innovation och innovationsprocess... 15 Samhälle och historia...16 Medeltiden... 16 Den muslimska civilisationen... 17 Historiska kontakter mellan Sverige och den muslimska civilisationen... 18 Källor och källkritik... 19 Naturvetenskap...20 Modern vetenskaplig metod...20 Att mäta tid...26 Konstruktion...29 Från Ikaros till Wilbur Wright... 31 Flygkonsten...33 Vatten är en förutsättning för allt liv...35 Vattenkraft...37 Från Arkimedes till Daguerre...39 Kameror och Ljus... 41 Studietexter och bilagor... 48 Extra erbjudanden... 52 Lärarhandledningen är skriven av: Henrik Ramberg, Liza Ay Hermansson och Johan Rosén, Värmlands Museum. Kristian Niemi, Karlstads universitet.
5 Varför besöka utställningen 1001 Inventions? Genom en fantastisk utställning med bland annat sextio interaktiva stationer möter vi män och kvinnor som många aldrig hört talas om, men vars upptäckter och utveckling av idéer är viktiga för mycket av den teknik och flera av de maskiner vi idag tar för givna. Teknik och innovation står i fokus i utställningen. Utställningen vill locka fram och utveckla inneboende nyfikenhet, initiativförmåga och tekniskt självförtro ende. Eleverna kommer att få möta nya begrepp och tekniska utmaningar; de kommer att få arbeta med problemlösning och diskutera historiska ske enden samt kulturell förändring i en åldersanpassad lärprocess. I utställningen ges eleverna även möjlighet till att tillgodogöra sig historiska perspektiv som allt för sällan diskuteras. Det finns allt att vinna på att lyfta fram utomeuropeiska förebilder och belysa deras betydelse för samhället vi lever i. Det ger möjlighet till bredare perspektiv på vår egen historia och en vidgad förståelse för hur människor, tankar och idéer då som nu rört sig över hela världen och hur detta påverkat vår närmiljö. Med utgångspunkt i detta har vi ett gemensamt globalt kulturarv som måste förstås och värnas, annars kan bilden aldrig bli komplett. Att belysa detta blir i vårt mångkulturella samhälle allt viktigare om vår strävan är att förstå varandra.
6 Vad innehåller utställningen? 1 000 år på 800 m 2 Utställningens innehåll berättar om den muslimska civilisationen ur teknikoch inno vationsperspektiv från år 600 till år 1600. Biografen: Utställningen tar sin början i biografen där eleverna intro duceras till utställningen. Beduintältet: Introduktionsplats i stället för biografen för elever i F-3. Aktivitetszon I anslutning till utställningen finns en aktivitetszon som enbart bygger på eget skapande och problemlösning. Här får eleverna möjlighet att ytter ligare fördjupa sig i och pröva den kunskap som förmedlas i utställningen. Utställningens sju teman Sjukhuset: Eleverna möter dåtidens framstående läk are och medicinska vetenskap och får veta hur denna kunskap influerat dagens medicin. Hemmet: Visar dåtida uppfinningar som fortfarande har betydelse i vårt vardagsliv. Marknaden: Berättar om hur tongivande idéer kunde spridas genom resor, möten och handel. Skolan: Visar på bibliotekens och lärandets koppling till historia och hur världens första moderna universitet växte fram. Staden: Förklarar varför öst och väst har ett gemen samt arkitektoniskt arv. Världen: Berättar om upptäcktsresande och kartor för 1 000 år sedan. Universum: Visar hur astronomer vidgade vår uppfattning om universum. Varje tema har sitt eget torn/kunskaps center i utställningen. Tornen förmedlar information genom ljud, film, bild, text och interaktiva moduler. Utöver tornen finns ytterligare interaktiva stationer där elev erna själva arbetar aktivt. Loftet Kompletterande utställningar kring arkitektur och föremål. Utställningarna produceras av Värmlands museum.
7 Att besöka utställningen Museibesöket kan delas in i tre steg: 1. Förberedelse 2. Besöket i utställningen 3. Uppföljning och fördjupning i klassrummet Själva museibesöket kan enbart göras med museipedagog det vill säga att ett besök i utställningen 1001 inte kan göras på egen hand med klassen. Till utställningen finns material som är nivåanpassat och som låter dig som lärare välja i vilken omfattning du och din klass skall arbeta med utställningen. Vi vill poängtera att besöket blir en mycket bättre investering om eleverna har fått möjlighet att förbereda sig inför besöket. Vår förhoppning är att besöket skall inspirera till vidare arbete i skolan, då efterarbetet är minst lika viktigt. Det är kanske framför allt där man kan knyta ihop trådar och skapa en helhetsbild, med fördjupningar som du som deras lärare anser är mest lämpligt för just din grupp. För att underlätta detta finns material från vilket du kan plocka ur för att på bästa sätt anpassa efter klassen. Titta gärna även på de aktiviteter som inte är anpassade för just din åldersgrupp (finns på vår hemsida), kanske hittar du aktiviteter som passar dina elever bättre än de vi tänkt. Praktisk information Ett besök på museet måste bokas och kostar 300 kronor per klass. För att vi skall kunna tillmötesgå önskemål om tider är det viktigt att du bokar i god tid. På museet finns det möjlighet att äta medhavd mat och fika. Det går även att boka måltid i restaurangen på museet. Detta bokas genom restaurangen. För er som åker till Karlstad för att besöka utställningen rekommenderar vi att ni kombinerar besöket på Värmlands Museum med ett eller flera besök ur den lista som medföljer på tänkbara besöksmål på sidan 52-54. Ni ansvarar själva för kontakt och bokning av dessa besöksmål.
8 På museet När ni kommer till Värmlands Museum möts ni i foajén av en värd som hjälper er att hitta rätt. Besöket i utställningen består av olika delar som har olika håll tider för att olika klasser inte ska krocka med varandra. Innan ni går in i utställningen visar värden var ni kan hänga kläder och väskor. Filmen/Sagotältet Elever i åk 4 och uppåt inleder besöket med att se filmen 1001 Inventions och Hemligheternas bibliotek med Ben Kingsley i huvudrollen. Den är 13 minuter lång, har engelskt tal och är textad på svenska. Filmen handlar om några elever som fått i uppgift att söka fakta om olika historiska perioders betydelse för vårt moderna samhälle. I biblio teket möter de vetenskapsmannen Al Jaziri som introducerar dem till den muslimska civilisationens vetenskapliga guld ålder. Elever i åk F-3 får träda in i sagoberätterskan Sheherazades tält. Där får vi höra fantastiska berättelser och träffa på någon av de personer som presenteras i utställningen. Utställningen När klassen kommer ut från filmsalen/tältet kommer en av museets pedagoger att följa er runt i utställningen. Den består av sju olika teman och pedagogen kommer att visa, berätta och förklara vad dessa teman representerar och vad som finns att göra vid de olika stationerna. Därefter har klassen tid att utforska utställningen enskilt eller i mindre grupper. Aktivitetszonen När ni kommer ut från utställningen passerar ni Aktivitetszonen. Här finns olika stationer där man kan välja att fördjupa sig i något eller några teman. Matsäck Före och efter besöket finns möjlighet för de som önskar att äta matsäck. Foajé värden visar var.
9 Introduktion till ämnesområdet Den muslimska civilisationen är utställningens geografiska utgångspunkt (för karta se sidan 46-47). Under åren 600-1600 är det ett område där vetenskap och innovationskraft blomstrar. Här växer tidigt fram platser som blir centra för nydanande vetenskap, vetenskapliga traditioner, kulturer och idéströmningar. Området innefattar en rad civilisationer, kulturer och religioner som tillåts samexistera i en tolerant miljö. Denna positiva syn på mångfald lägger grunden till den dynamik som växer fram. Här finns ett stort intresse för andra kulturer och för deras kunskap och bildningsarv. Intresse för vetenskapliga traditioner och andra kulturers kunskapsarv innebar att exempelvis antikens stora bildningsarv kunde leva vidare i den muslimska civilisationen. Större delen av den vetenskap och bildning som idag förknippas med antiken hade med största sannolikhet förlorats om inte den muslimska civilisationens nyfikenhet och syn på kunskap blivit rådande. Det finns en rad viktiga faktorer som möjliggör detta skeende i den muslim ska civilisationen. Här finns en kombination av politisk stabilitet, ekonomisk tillväxt och tolerans. En annan avgörande faktor för att den muslimska civilisationen skall komma att blomstra är de stadskulturer som växer fram. Inom det stora geografiska området finns en rad stora städer. Här finns det möjlighet att leva och arbeta i yrken som inte finns i ett samhälle dominerat av landsbygd och jordbrukskultur. Effekterna av detta är bland annat universitet och allmänna bibliotek som grundas i exempelvis Bagdad, Kairo och Cordoba. En viktig pusselbit är det arabiska språkets roll. Arabiskan får samma betydelse som engelska har för oss idag. Det blir ett osynligt band som håller samman hela den stora regionen. En jämförelse med Europa under samma tid förklarar varför det inte här finns förutsättningar för blomstrande vetenskap och innovationskraft. Efter Västroms totala sönderfall går Europa in i tidig medeltid. Här kommer sönder fallande infrastruktur, feodalism, naturahushållning, lokal byteshandel och landsbygdskultur att dominera i nära 500 år. Att Europa så småningom reser sig ur detta vakuum för vetenskap och innovation kan bland annat sägas bero på den muslimska civilisationens utbredning. Denna innebär exempelvis att det muslimska Andalusien i dagens Spanien utövar ett stort inflyttande på angränsande europeiska regioner.
10 Ett relevant besök Vi är säkra på att utställningen 1001 Inventions kommer att väcka nyfikenhet och inspirera, men det är för- och efterarbete som avgör hur mycket eleven kommer att ha fått med sig i förlängningen. Utställningen är varken början eller slutet på den resa vi hoppas ni gör. Nedan kommer du att hitta förslag på övningar och diskussioner som både kan förbereda eleverna och leda dem till spår av fördjupning inom områden. Det är du som är experten på läro- och ämnesplan erna för dina områden; det är du som bäst vet vad som passar dina elever. Med nedanstående vill vi peka på några, tydliga beröringspunkter till gy11. Det finns fler man kunde peka på, och man kan inte fokusera på allt (och göra det rättvisa). Oberoende vilket program du representerar, så är vi säker på att du kommer hitta något som är relevant för just dina studenter! Mångkultur. Aldrig förr har världen varit så global som idag. Men folk har genom historien rest och påverkat varandra mer än vad man kanske tänker sig. (Undersök gärna kulturmöten m h a övningarna på sidan 18.) Stundom har större civilisationer rest sig, t o m över naturliga kultur- och (för att använda en kanske något anakronistisk term) nationsgränser. Den muslimska civilisationen var en sådan. Genom att studera den närmare kan vi se vad som möjlig gjorde detta, och hur det i sin grund var en grogrund för de många uppfinningar och nydanande tankegångar. I en jämförelse med nu tida fenomen (se övningar på sid 17) kan både skillnader och likheter på visas, diskuteras, och olika tolkningar och perspektiv således djupare förstås. Språkets betydelse ska inte förringas, förekomsten av ett lingua franca, men vilken betydelse hade religionen i sammanhanget? Hurudant var förhållandet mellan religion och vetenskap? Hur var samhället överhuvudtaget uppbyggt? Vilka var värd eringarna? Hurudan konst utvecklades? Vilka historiska förändringsprocesser låg till grund till dess uppgång och dess fall? Hur formade männi skornas idéer samhället, och vice versa? Idéhistoria, arv och samverkan. Den muslimska civilisationen var inte bara en förvaltare av antiken inför renässansen. Man tog vara på idéer; man vidareutvecklade dem. Man kom på egna innovationer, som har utgjort delar av världen vi idag lever i. Det var inte bara en medeltid, utan en tid värd att under söka. Möjligheterna att problematisera den historiska tidsindelningen är tydlig. Diskussioner kring detta kan fördjupa förståelsen av historiska begrepp; men också av hur historien används av olika aktörer. Det kan ge inblickar i internationell samverkan och en förståelse av globala samband då som nu. (Se även övningar på sidan 17-18.)
11 Vetenskaplighet. Att ha förmågan att kritiskt granska och ha kriterier utefter vilka man kan bedöma. Att förstå vad som karaktäriserar den vetenskapliga metoden, och hur den skiljer sig från pseudovetenskap. Varför kan man säga att de karaktärer som figurerar i utställningen representerar ett naturvetenskapligt förhållningssätt? Hur ställer man vetenskapliga frågor? Hur besvarar man dem? Man kan även ta fasta på hur idéerna utvecklats i ett historiskt förlopp kanske med hjälp av våra introducerande texter, under rubriken Naturvetenskap (sidan 31 och framåt)? Skillnader mellan olika typer av vetenskapliga arbetsmetoder, humanistiska och naturvetenskapliga, kan göras med hjälp av övningarna på sidorna 19 och 20-25. Tolkning och användning av olika slags källmaterial å ena sidan; användningen av något likt den hypotetiskt-deduktiva metoden, å andra. Men vi tror också att utställningen kan bidra till en förståelse av upptäckarglädje, till en nyfikenhet på den naturliga världen och viljan till att förstå den på ett djupare plan. Att se hur det natur vetenskapliga inte är motsatsen till att se världen som vacker och fantastisk, utan tvärtom, först när man har en förståelse för dess komplexitet som man verkligen kan uppskatta den. Fakta, form och fysik. Upptäckter under den muslimska civilisationen och deras vidareutveckling av antikens idéer var väsentliga för delar av den teknik vi ser framför oss idag. Genom några av de problemlösande övningar du hittar på sidorna 29 och 41 kan eleverna utveckla förståelse av grundläggande kunskap inom konstruktion, optik, eller ljus. Där kommer de att kunna välja mellan olika material och metoder, och genom systematiska experiment och observationer se hur detta påverkar resultatet. Passa också på att undersöka uppfinningars utveckling (övningar på sidan 15). Det går inte att fördjupa sig i allt, och det är säkerligen vettigt att koncentrera arbetet på ett eller ett par teman per grupp. Hellre något mer om något färre områden, än ytligt om massor. Vad kommer du att välja som fokuspunkter?
12
13 Uppgifter och förberedelser Inför och efter besöket För att få ut så mycket som möjligt av besöket i utställningen är det bra om eleverna har en viss förförståelse för det de möter. Arbeta gärna i klassrummet med de teman som beskrivs nedan innan ni kommer till museet. Men följ också upp med ytterligare uppgifter efteråt utnyttja frågor och inspiration. Vidare följer förslag på övningar, diskussioner och aktiviteter inom tre teman: uppfinningar och innovationer, samhälle och historia samt naturvetenskap. Plocka helheter eller delar som det passar dig, din undervisning och dina klasser bäst!
14 Uppfinningar och innovationer Kända vetenskapsmän När vetenskapens historia beskrivs så är det ofta bara västerländska namn som nämns och nästan alla är män. Följande är ett exempel på hur du kan arbeta för att visa att det finns mer att upptäcka! Material till övningen finns att ladda ner på Värmlands Museums webbplats. 1. Kopiera och klipp ut korten med vetenskapsmän. 2. Rita upp en tidslinje över tiden år 0-2000. Gör den exempelvis 2 m lång, så motsvarar 100 år 10 cm. Märk ut varje århundrade. 3. Placera ut de vetenskapsmän som är numrerade 1-20 på tidslinjen genom att fästa dem med tejp eller häftmassa. Vilka mönster blir tydliga? Var blir det trångt och var blir det tomt? 4. Placera ut de vetenskapsmän som har nummer 21-30. Hur ser det ut nu? 5. Titta närmare på vetenskapsmännen på korten. Vilka har ni hört talas om tidigare? Finns det andra kända vetenskapsmän eller uppfinnare som ni tycker borde vara med? Alternativt upplägg med samma tanke men genomfört med digital teknik. 1. Använd samma material som ovan; samma galleri av personer. 2. Använd TimelineJS (http://timeline.verite.co/) för att skapa digitala tidslinjer. Informationen skrivs in med hjälp av kalkylblad i Google Docs. Se videoanvisning: www.youtube.com/watch?v=vawbm4gf9lu 3. Förutom diskussionsfrågorna i föregående upplägg, låt även eleverna självständigt leta reda på mer information om vetenskapsmännen samt hur de bidragit. 4. Uppmuntra dem att levandegöra tidslinjen genom att lägga in bilder och videoklipp!
15 Innovation och innovationsprocess Fortsättning på övningen Kända vetenskapsmän (sidan14). Eleverna gör en fördjupning i begreppen innovation och innovationsprocess. 1. Läs definitionen av innovation och innovationsprocess (sidan 48). Det finns flera möjliga definitioner. I texten behandlas en. 2. Låt eleverna diskutera definitionerna i mindre grupper. 3. Låt grupperna formulera en mening som på bästa sätt beskriver innovation och innovationsprocess. Redovisa och diskutera i hela klassen. 4. Diskutera listan (från Kända vetenskapsmän) med utgångspunkt i definitionen av begreppen innovation och innovationsprocess. Exempel på diskussionsfrågor: Listan är enbart fokuserad på enskilda individer. Vad ger det för bild av hur innovationer uppstår? Hur skulle ni göra listan så att det bättre stämmer överens med definitionen av innovation och innovationsprocess? Hur förhåller sig exempelvis Nobelpriset till definitionen av innovation och innovationsprocess?
16 Samhälle och historia Medeltiden Tala om begreppet medeltiden. Vilken tidsperiod handlar det om och varifrån kommer namnet medeltiden? Rita upp en tidslinje över tiden år 0-2000. Gör den exempelvis 2 m lång, så motsvarar 100 år 10 cm. Märk ut varje århundrade. I Sverige kallas perioden 1050-1520 för medeltid. I andra delar av Europa räknas medeltiden från 500-talet till början av 1400-talet. Utställningen 1001 Inventions handlar om tiden 600-1600. Var på tidslinjen hamnar dessa olika årtal? Titta på orden för medeltiden på olika språk: Engelska the middle ages Tyska mittelalter Franska moyen âge Finska keskiaika Hindi [madhya yug] På alla dessa språk betyder det ungefär tiden mitt emellan. Det som menas är mellan de två tidsperioder som kallas Antiken och Renässansen. Leta gärna efter personer, händelser, platser och föremål som hör ihop med antiken och renässansen. Märk ut dem på tidslinjen och på en världskarta eller jordglob och se var de hamnar. Varför sägs medeltiden vara just en mellantid; vad är det som är så signifikant med antiken och renässansen? Om du vill att eleverna ska använda digital teknik i uppgiften: 1. Använd TimelineJS för tidslinjen (se uppgift Kända vetenskapsmän på sidan 14). 2. Använd Google Earth för att markera händelser, platser o s v geografiskt. Google Earth Tutorials: www.google.com/earth/outreach/tutorials/all.html#earth Anvisningar om hur du kan göra eget material i Google Earth. Google Earth for Educators: maps.google.com/help/maps/education/ Google anser själva att Earth torde kunna vara ett ypperligt utbildningsverktyg, och försöker hjälpa lärare på traven att använda det till detta. Här är deras samlade information för lärare.
17 Den muslimska civilisationen Utställningen 1001 Inventions handlar främst om vetenskap, teknik och innovation från den muslimska världen. Begreppet den muslimska civilisationen avser här det geografiska område som under perioden ca 600 1600 sträckte sig från södra Spanien till sydvästra Kina. Inom området rymdes många olika kulturer och religioner. Många olika språk talades inom området men arabiska var det gemen samma officiella språket. I detta stora område verkade vetenskaps män och lärda som med hjälp av nya upptäckter och redan känd kunskap från exempelvis Egypten, Grekland och Rom gjort stora framsteg inom vetenskap, teknik och innovation. Skapa en bild av hur stort kulturområdet från Spanien till Kina var genom att använda kartan på sidan 46-47. Vilka länder finns i detta område idag? Jämför följande fenomen: Den muslimska civilisationen. Den Europeiska Unionen. Den västerländska civilisationen. Förenta Nationerna. Den ostasiatiska kulturen. United States of America. Om man skulle jämföra den muslimska civilisationen med något från vår tid så skulle det exempelvis kunna vara EU. En union av flera olika länder. Länderna är suveräna, med bland annat egna huvudstäder. Unionen kan utökas med fler medlemmar och ibland kan den hotas den av att några länder vill drar sig ur. Ibland kan man vilja utesluta ett eller flera länder. Det finns en stad som är lite viktigare än andra för EU, och det är Bryssel den muslimska civilisationens motsvarighet skulle periodvis kunna ha varit Bagdad. Bagdad var huvudstad i ett av de viktigaste kalifaten i hela den stora muslimska civilisationen. Bagdad grundades av kalifen Abu Jafar al-mansur runt år 760. Staden var under lång tid ett viktigt kunskapscentrum.»» Vilka andra städer runt om i världen har varit viktiga centra genom historien? Hur är det idag? Är de fortfarande viktiga?
18 Historiska kontakter mellan Sverige och den muslimska civilisationen I Sverige finns en mängd skattgömmor och gravar från vikingatiden (800 1050) som innehåller mynt från den muslimska civilisationen. Även andra före mål som exempelvis smycken från den muslimska civilisationen har hittats i vikingatida skattgömmor och gravar. www.gotlandsmuseum.se/skattkammaren Diskutera hur dessa föremål hamnat i Sverige. Låt eleverna leta efter Ibn Fadlans berättelser om sina möten med vikingar/ruser. Låt eleverna sammanfatta de texter de hittar med utgångspunkt i vad de skulle berätta för någon annan om detta. Max 400 ord. Diskutera Ibn Fadlans bild av vikingarna och elevernas bild av vikingarna. Är de lika eller olika? Varför? Vad finns det för ord, mat, föremål med mera i vår vardag som har koppling till den muslimska världen idag? Låt eleverna göra varsin lista gör sedan en gemensam lista i klassen. Exempelvis: Mat: Kåldolmar, kaffe, kebab, Mode: Haremsbyxor Arkitektur: Mosaik, valv, moské Låneord: Algebra, algoritm, alkemi, ambra, apelsin, aubergine, banan, cafeteria, check, checka, couscous, damast, gips, gitarr, hasard, hasch, jasmin, kaffe, karat, kofta, konditor, koptisk, lack, mohair, moské, mysk, naftalen, orange, pomerans, safari, schack, sesam, sorbet, spenat, talk, tamarind, tariff, och zenit. Diskutera vilka andra kulturer och länder som påverkat och påverkar Sverige Gör en tidslinje och markera vilka andra kulturer och länder påverkat Sverige mer eller mindre, under olika perioder. Försök även lista på vilket sätt detta skett och hur vi kan se det. Exempelvis: Medeltid: Tyskland. 1700-tal och tidigt 1800-tal: Frankrike. Modern tid: USA?
19 Källor och källkritik Vinnaren skriver historien. Ett ordspråk som är ett känt faktum. I alla världens länder och kulturer har detta präglat självbilden och synen på andra. Idag finns det väl utvecklade vetenskapsteorier och metoder som i de flesta fall kan hjälpa till att undvika de fällor som finns när historia undersöks och skrivs. Teorier och metoder hjälper oss att nå nyanserade och trovärdiga resultat. Vetenskaplig teori och metod är inte bara en del av ämnet historia utan präglar all seriös forskning på alla nivåer inom alla ämnesområden. Läs al-haythams text på sidan 49 om kritiskt och vetenskapligt förhållningssätt. Vad är huvudinnebörden av al-haytams argumentation? Sammanfatta de fyra argument som du anser vara de viktigaste. Diskutera argumenten i mindre grupper och enas om de två som guppen anser viktigast. Redovisa och diskutera i klassen. Läs texten Indiens religioner sid 51. Diskutera texten med utgångspunkt i al-haytham och de källkritiska begreppen sid 49. Exempel på diskussionsfrågor: Hurudan är gruppens bild av den framställning som görs? Är framställningen korrekt? Vilka tendenser finns det? Vilka kan orsakerna vara till att texten är skriven som den är? Diskutera hur kritiska vi egentligen är till all information som möter oss dagligen. Funderar vi egentligen särskilt mycket i källkritiska termer? Är vi lätta att manipulera? Vems ansvar är det egentligen att granska och värdera all information?
20 Naturvetenskap Modern vetenskaplig metod Den moderna vetenskapliga metoden är en metod för att verifiera teorier. Den har utvecklats under lång tid. Den första skriften som vi känner till där den omtalas är över 3 600 år gammal och skrevs av egyptierna. I den muslimska civilisationen utvecklades den vetenskapliga metoden. Exempel på personer som starkt bidrog till detta är Ibn al-jazari. Idag anses vetenskap som inte använder sig av den moderna vetenskapliga metoden inte seriös. Vi använder den i vårt dagliga liv trial and error! samt att lära sig av sina misstag, men för mer komplexa fenomen så utvecklas den fortfarande. Nedan följer först ett möjligt sätt att schematisera den vetenskapliga metoden samt tillhörande flödesschema, och därefter en konkretisering. Bägge är exempel, och i synnerhet konkretiseringen ( fjärrkontrollsexemplet ) kunde formuleras annorlunda. Ytterligare ett, något annorlunda, schema med exempel ( vatten fryser ) följer. Gruppaktivitet Hur gör eleverna när de vill ta reda på någonting? Vilka steg gör de, varför, och i vilken ordning? Rita tillsammans upp ett schema över förfarandet, och diskutera det i relation med den metod som beskrivs här. Liknar de varandra? Finns där steg som verkar vara vettiga att lägga till ert schema? Något ert schema innehåller som kunde förbättra det ovan? Be eleverna rita ett flödesschema av stegen. (Se exempel på hur det kan bli på sidorna 22, 24 och 25.) Med hjälp av Gliffy (www.gliffy.com) kan man rätt snabbt rita flödesscheman, snabbare och enklare än t ex med hjälp av vanliga ritprogram. Fast det mest effektiva är kanske ändå penna och papper? Komplettera flödesschemat med vad som händer ifall förutsägelsen inte höll, ifall hypotesen falsifierades.
21 Modern vetenskaplig metod i 10 steg 1. FRÅGA: Formulera en fråga du vill ha svar på. 2. SAMLA INFORMATION: Observera allt du kan runt frågan. 3. HYPOTES: Formulera en hypotes om hur fenomenet fungerar 4. KONSTRUERA ETT EXPERIMENT: Ta fram ett experiment som kan verifiera din hypotes. 5. FÖRUTSÄGELSE: Gör en förutsägelse om vad som kommer att hända om din hypotes är sann. 6. EXPERIMENT: Utför experimentet under kontrollerade former. 7. ANALYSERA: Analysera resultatet av experimentet. 8. DRA SLUTSATSER: Vad innebär resultatet? Kan det verifiera hypotesen? 9. PUBLICERA RESULTATET: Publicera resultatet med information om hur allt gjordes. 10. OBEROENDE TESTER: Om andra vetenskapsmän får samma resultat när de utför experimentet och argumentationen håller så kan din hypotes betraktas som en bekräftad teori.
22 Något är oklart! (fråga) Samla information. Hypotes Konstruera test-situation. (experiment) Hypotesen stärktes. Förutsägelse Förutsägelsen stämde! Förutsägelsen stämde inte! Utför experimentet Hypotesen falsifierades. Analysera Dra slutsatser Publicera resultaten Oberoende tester Illustration: Kristian Niemi
23 Exempel på vardaglig användning av modern vetenskaplig metod Fjärrkontrollen till TV:n fungerar inte. 1. FRÅGA: Varför fungerar inte fjärrkontrollen? 2. SAMLA INFORMATION: Undersök fjärrkontrollen. Är det något synligt fel på den? 3. HYPOTES: Fjärkontrollens energikälla fungerar inte. 4. KONSTRUERA ETT EXPRIMENTET: Ta reda på hur man öppnar fjärrkontrollen och vilken sorts batterier den använder. 5. FÖRUTSÄGELSE: Om batterierna byts mot nya kommer fjärrkontrollen att fungera. 6. EXPERIMENT: Sätt i de nya batterierna och testa fjärrkontrollen. 7. ANALYSERA: Vad innebär det att fjärrkontrollen fungerar/inte fungerar efter att du bytt batterier? 8. DRA SLUTSATSER: Om fjärrkontrollen fungerar kan du dra slutsatsen att batteribyte är en bra åtgärd för att ordna fjärrkontroller som inte fungerar. 9. PUBLICERA RESULTATET: Berätta för resten av familjen att du fixat fjärrkontrollen. 10. OBEROENDE TESTER: De andra i din familj kan använda sig av batteribyte när liknande utrustning inte fungerar. Gruppaktivitet: Fjärrkontrollen Be eleverna rita ett flödesschema av stegen. (Se exempel på hur det kan bli på sidorna 22, 24 och 25.) Med hjälp av Gliffy (www.gliffy.com) kan man rätt snabbt rita flödesscheman, snabbare och enklare än t ex med hjälp av vanliga ritprogram. Fast det mest effektiva är väl kanske ändå penna och papper? Komplettera flödesschemat med vad som händer ifall förutsägelsen inte höll, ifall hypotesen falsifierades. Om fjärrkontrollen inte fungerade efter batteribytet.
24 Fjärrkontrollen funkar inte! (varför inte?) Hur funkar fjärrkontroller? Vad kan vara fel?. Energikällan är slut Hur kan man förnya? Hypotesen stärktes. Med nya batterier fungerar det! Förutsägelsen stämde! Förutsägelsen stämde inte! Byter batterier! Hypotesen falsifierades. Testa fjärrkontrollen Fjärrkontrollen funkar! Berätta åt familjen. Nästa gång fjärrkontrollen inte fungerar så försöker familjemedlemmar åtgärda med samma metod Illustration: Kristian Niemi
25 hypotesen verifieras hypotesen falsifieras något nytt och oförklarat } observation #1 observation #2 observation #3... observation #n (empirí) induktion hypotes om vad som leder till fenomenet deduktion: formulera förutsägelse utgående från hypotesen empiriskt experiment för att undersöka förutsägelsen observation #a observation #b observation #c... observation #n } två alternativ: observationerna följer förutsägelserna observationerna följer inte förutsägelserna Illustration: Kristian Niemi hypotesen verifierades: vattnet frös till is. hypotesen falsifieras något nytt och oförklarat observation #1: is på sjön observation #2: is på vattenpuss observation #3 is på sjön... observation #n} is annorstädes (empirí) }induktion hypotes: då vatten kyls ner till viss temperatur fryser det (till is) deduktion: om jag lägger vatten i frysen kommer det stelna till is empiriskt experiment: lägger flytande vatten i kallt (-5) utrymme observation #a vatten i frys observation #b vatten i frys... observation #n } två alternativ: observationerna följer förutsägelserna observationerna följer inte förutsägelserna Illustration: Kristian Niemi
26 Att mäta tid Kartläggningen av månens faser dateras flera tusen år tillbaka. Soluret uppfanns förmodligen av egyptierna för 3500 år sedan. Egyptierna hade också en konstruktion kallad vattenklocka som har hittats i uråldriga gravkammare. Vattenklockor gjorde det möjligt att mäta tid även på natten och vid molnighet. Sedan dess har tidsmätningen utvecklats och allt mer exakta klockor har uppfunnits. Tid har alltid varit viktigt för det muslimska samhället, för att hålla reda på dygnets fem bönestunder. För 800 år sedan gjorde den muslimske uppfinnaren Al-Jazari stora förbättringar av vattenklockans konstruktion och skapade därmed den tidens mest noggranna tidsmätning. En skål med ett litet hål flyter i vatten inuti elefantens huvud. Det tar en halvtimme för den att sjunka till botten. Skålen drar då i ett snöre till elefantföraren, som slår på sin trumma. Samtidigt släpps en boll från den övre tanken. Detta upprepas så länge det finns bollar i den över tanken. Elefantklockan på bilden är en fullt funktionell kopia. Elefantklockan var en vattenklocka skapad av Al-Jazari för 800 år sedan.
27 Sedan dess har många nya typer av klockor uppfunnits. Dagens mest exakta klocka har det klatschiga namnet NPL-CsF2. Det tar 138 miljoner år för den att dra sig en sekund. Gruppaktivitet: Uppskatta tid Försök att uppskatta en minut, utan att använda någon klocka. Låt eleverna sluta sina ögon och sitta tyst. När de tror att en minut har passerat ska de öppna sina ögon och tyst räcka upp handen. Diskutera: Varför är det viktigt att mäta tid noggrant? Finns det några situationer då tiden inte har någon betydelse. När det kan vara bra att inte känna till tiden? Modern vattenklocka Världens mest nogranna klocka, NPL-CsF2
28 Gruppaktivitet: Konstruera en klocka Konstruera en klocka som mäter en minut. Använd diverse vardagsmaterial (se Material nedan). Material: Skål Slang Vattenkanna med vatten Snöre Ljus Bultar Tändstickor Spelkulor Måttband Träbräda Plastmuggar Sax Bjällra Fjädrar Kapla-stavar
29 Konstruktion Arkitekturen har sett mycket olika ut under historien. På grund av skillnader i naturtillgångar och kunskap såväl som kulturella skillnader. Det finns tre grundläggande krav på en byggnad: Hållbarhet Byggnaden ska klara ett visst mått av påfrestningar Funktionalitet Byggnaden kan fungera för sitt syfte. Stil I urbana miljöer är det också viktigt hur byggnaden ser ut. Beduinstammarnas tält är byggda enligt samma grundläggande principer för hållfasthet som moderna byggnader. Ett traditionellt beduintält är vävt av gethår, vilket har mycket bra egenskaper för väggar till en bostad. Materialet andas(släpper igenom luft), vilket är något som eftersträvas i modern byggnadskonstruktion. Det är en bra isolator som håller de varma inne under kalla nätter och behåller kyla under de heta dagarna i öknen. När det blir vått drar gethår ihop sig och blir regntätt. Skönheten ligger i betraktarens öga, men att formen som beduinerna använde på sina tält fortfarande används flitigt än idag. Gemensamma aktiviteter: Hållbara konstruktioner Beduintältens konstruktion bygger på samma grundläggande principer som moderna byggnader. Kan du beskriva vad som gör ett tält hållbart och funktionellt? Studera broar och byggarbetsplatser Hittar du någon återkommande figur? Finns det någon orsak till att denna figur är så populär? Till lärare: Den grundläggande figuren är ofta trianglar. En triangel med fixerad längd på sidorna kan inte tiltas åt något håll. En rektangel med fixerad sidlängd kan däremot tiltas till en parallellogram. Gruppaktivitet: Hållbarhet Material: Gula ärtor Cocktailpinnar Kapla-stavar eller liknande Förberedelse: Lägg ärtorna i blöt ett dygn (24 timmar) innan användning. Stick in cocktailpinnar halvvägs in i ärtorna för att skapa fästpunkter. Om det inte fäster vid första försöket, ta en annan ärta.
30 Använd modern vetenskaplig metod för att studera olika figurers hållbarhet. Bygg en kvadrat och en triangel. Försök försiktigt att böja figurerna. Vilken figur är mest hållbar? Forma en hypotes. Fundera ut två nya figurer för att testa din hypotes. (Bygg den ena så att den enligt din hypotes är stark, och den andra så att den blir vinglig.) Testa dina figurer och analysera resultatet. 3D-figurer Om du har format en hypotes och testat den i 2D så kan du nog överföra det till 3D och avgöra om en struktur är hållbar eller inte. Innan du börjar bygga: Försök att avgöra och en kub eller en pyramid med tre sidor är mest hållbar. Bygg de två strukturerna och testa om du hade rätt. Bygg en bro Nu bör du med hjälp av din kunskap om konstruktioner kunna bygga en hållbar bro. Placera två travar av böcker 40 cm isär. Bygg en bro mellan travarna. Testa hur många Kapla-stavar bron håller för. Extra aktivitet: Ett brobyggarspel Prova Bridge Builder, ett brobyggarspel. En gratis demo finns på www.chroniclogic.com/pontifex2.htm Bediuntält.
31 Från Ikaros till Wilbur Wright Text: Bo Sundin, professor emeritus, Idéhistoria (Umeå universitet) Var och en som betraktat fåglarnas eleganta flykt har känt beundran, kanske också en längtan att själv äga samma förmåga att bekymmerslöst sväva i lufthavet. Det har nog gällt människor i alla tider. I gamla myter finns också berättelser om de som sökt förverkliga denna dröm. I den grekiska mytologin berättas om den skicklige hantverkaren Daedalus som försåg sig själv och sonen Ikaros med vingar av fjädrar och vax för att fly från en tyranns vrede. Olyckligtvis flög Ikaros för nära solen varför vaxet smälte och han störtade i havet. Vid sidan av myterna finns också berättelser om faktiskt existerande personer som gjorde liknande försök. Redan för ett par tusen år sedan utnyttjades drakar i Kina för att lyfta personer i luften. Där användes också enkla varmluftsballonger, liknande de lyktor av rispapper som idag blivit populära som ersättning för raketer vid nyårsfirande. Det skulle dock dröja till 1700-talet innan varmluftsballonger användes för bemannade flygningar. Mångsysslaren Ibn Firnas från Andalusien i nuvarande Spanien är den förste som med någorlunda historisk säkerhet kan sägas ha försökt sig på glidflykt med vingar liknande fåglarnas. Vid landningen skadade han dock ryggen. En liknande olycka drabbade den engelske benediktinermunken Eilmer of Malmesbury som tidigt på 1000-talet, inspirerad av Daedalus, klädde sina armar och ben med vingar och kastade sig ut från en höjd. Han bröt benen och blev lam för resten av livet. Mycket omtalade är också de studier som gjordes av Leonardo da Vinci i slutet av 1400- och början av 1500-talet. Han gjorde ingående studier av fåglarnas flykt och skisserade också en flygmaskin med en mekanism som skulle göra det möjligt för en människa att imitera vingslagen. Den förverkli gades dock aldrig och Leonardo insåg förmodligen att människans muskelstyrka inte räckte till för att få maskinen att lyfta. Att så var fallet visades under 1600-talet av den italienske naturforskaren Giovanni Alfonso Borelli i ett berömt arbete om djurens rörelse. Han betraktade kroppen som en maskin med armar och ben som hävstänger vilka rördes av musklerna. Den mänskliga kroppen skulle aldrig kunna verka på ett sätt som efterliknade fåglarnas. Borelli var en representant bland många för det nytänkande inom vetenskapen under 1600-talet som av historiker brukar benämnas den vetenskapliga revolutionen. Även inom andra områden gjordes undersökningar som på sikt skulle få stor betydelse för möjligheterna för människor att färdas i luften. De gällde inte minst frågan om vad luft egentligen är. Är det ett materiellt ämne eller något annat? Luften är ju på ett sätt både påtaglig och samtidigt svårgripbar. Den går så att säga inte att ta på. Frågorna gällde också om det var möjligt att åstadkomma tomrum, det vill säga vakuum. Ur sådana frågor utvecklades vid mitten av 1600-talet experiment där ny apparatur som barometern och luftpumpen kom att spela en viktig roll. Barometern visade till exempel att luften
32 har tyngd och utövar ett tryck. På en bergstopp är luften tunnare och trycket därför lägre. Av det följde liknelsen med vatten. Vi lever, kunde man säga, på botten av en ocean av luft. Lika väl som ett föremål lättare än vatten kan flyta på ytan, borde ett föremål lättare än luft kunna flyta i lufthavet. Det framfördes också förslag att med luftpumpens hjälp skapa vakuum i tunna kopparkulor som därigenom skulle bli lättare än luften och kunna lyfta en farkost. Den goda idén föll dock på att sfärens väggar måste göras alltför tjocka för att inte krossas av lufttrycket. Ett annat resultat av studierna av luftens natur var insikten att luft egentligen är en blandning av tidigare helt okända kemiska ämnen, av gaser. Gaser ingår i de flesta kemiska föreningar och spelar en utomordentligt stor roll vid olika processer som till exempel förbränning. Under 1700-talet ägnade kemister stor möda åt att identifiera olika gaser som väte, syre och kväve och förklara deras betydelse. Upptäckten av väte, som är det lättaste grundämnet, gjordes på 1760-talet och väckte bland annat idén att det skulle vara möjligt att fylla en ballong med vätgas. Den skulle då kunna lyfta enligt principen lättare än luft. År 1783 gjordes den första bemannade uppstigningen med vätgasballong. Samma år gjordes även de första färderna med varmluftsballong. Halm och annat brännbart eldades under ballongen som fylldes med varm luft och därigenom fick lyftkraft. Under 1800-talet blev ballonguppstigningarna ett spektakulärt folknöje och tummelplats för mer eller mindre lyckosamma äventyrare. De fick även viss vetenskaplig betydelse eftersom de möjliggjorde studier av de högre luft lagren. Det fanns emellertid de som ansåg att de svårmanövrerade ballongerna ut gjorde en återvändsgränd i luftfartens utveckling. Under 1800-talet utvecklades den del av fysiken som kallas aerodynamik och som bland annat handlar om hur ett föremål i rörelse påverkas av luften. Med hjälp av aerodynamiken är det på teoretisk väg möjligt att till exempel beräkna lyftkraften hos en flygplansvinge. Samtidigt gjordes praktiska försök med glidflygplan enligt principen tyngre än luften. Mest omtalad är tysken Otto Lilienthal som under början av 1890-talet utförde tusentals flygningar med olika modeller av bambu, rotting och bomullstyg. Som längst flög han 250 meter, kunde nå högre än utgångshöjden samt utföra svängar. I likhet med många av sina föregångare slutade Lilienthal i olycka. År 1896 kraschade han från 17 meters höjd. Aerodynamiken och försök liknande Lilienthals lade grunden för den fortsatta utvecklingen. De som definitivt lyckades göra flygning enligt principen tyngre-änluft möjlig blev bröderna Orville och Wilbur Wright från USA. De studerade tidigare gjorde erfarenheter, experimenterade med egna glidflygplan och byggde också en vindtunnel för att testa olika vingtyper. År 1903 hade de nått sådana erfarenheter att de beslöt utrusta planet med en lätt bensinmotor. Den 17 december 1903 genomförde de den första flygningen med motor 35 meter på 12 sekunder. Inte mycket, men de hade bevisat möjligheten av flygning med ett motor drivet plan. Sedan skulle utvecklingen gå i rasande takt.
33 Flygkonsten Drömmen att flyga som en fågel har varit ett tema i myter och legender. Den bevingade hästen i den grekiska legenden om Pegasus. Icarus ingenjören som flög för nära solen i en annan grekisk legend. Kung Kai Kavus av Persien som fäste örnar på sin tron. Alexander den store som fäste fyra av de bevingade mytiska varelserna Griffins till en korg. De första av människan skapade flygande objekten var drakar. Uppfunna i Kina för över 2000 år sedan. Sedan dess har det kommit ett otal idéer och försök att besegra gravitationen. En av de tidigare föregångarna till bemannad flygning var den muslimske uppfinnaren Abbas Ibn Firnas. Abbas Ibn Firnas bodde i Spanien under tiden för den muslimska civilisationen. Efter att ha studerat fåglar hoppade han år 875 från en klippa med en hängglidare. Tusen år innan Wright bröderna sägs han ha gjord den första lyckade bemannade flygningen. Oturligt nog så hade han inte fulländat sin landningsteknik och skadade sin rygg vid landningen. Hans kritiker sa att han borde ha studerat fåglarna inte bara när de flög, utan också när de landade. Bagdads flygplats och en krater på månen bär idag namnet Abbas Ibn Firnas. Gemensam aktivitet: Studera fåglars flygteknik Gör som Abbas Ibn Firnas och studera fåglars flygteknik. Kan du dra några slutsatser kring vikt, storlek, form och flygförmåga? Till skillnad från Abbas Ibn Firnas har du också möjlighet att studera flygplan, hängglidare och segelplan!
34 Gruppaktivitet: Designa hängglidare Använd modern vetenskaplig metod för att ta fram en bra hängglidare. Om du tror att en egenskap hos glidaren påverkar flygförmågan, ändra den och endast den egenskapen för att testa din hypotes. Till läraren: Försök att hålla det enkelt. Låt eleverna experimentera med olika lösningar men använd inte motorer, ballonger eller ballonger (i första läget). När eleverna har lyckats tillverka en hängglidare kan de experimentera med mer komplexa innovationer. Material: Sugrör Limpistol Folie eller bakplåtspapper Tolkning av Abbas Ibn Firnas och hans hängglidare
35 Vatten är en förutsättning för allt liv Text: Bo Sundin, professor emeritus, Idéhistoria (Umeå universitet) Det gäller inte bara biologiskt utan även för alla former av mänsklig kultur. Alltsedan de första behållarna för vattentransport, kanske en skinnsäck, började användas någon gång i människans tidiga förhistoria, har kontrollen av vattnet format samhället. Det är förstås inte heller någon slump att de första högkultur erna uppstod för ca 5 000 år sedan i de stora floddalarna kring floder som Nilen i Egypten, Eufrat och Tigris i Mesopotamien, Indus i Indien och Gula floden i Kina. Floderna svämmade årligen över sina bräddar och förde då med sig fruktbart slam till jorden. Eftersom nya näringsämnen ständigt tillfördes blev jorden inte utsugen även om den brukades permanent. En förutsättning var dock att man lärde sig att kontrollera översvämningarna med hjälp av dammar och kanaler för konstbevattning. Dessa stora anläggningar översteg varje bondes och enskild bys förmåga att konstruera och underhålla. Det krävdes samarbete för att bygga de milslånga kanaler och dammvallar som skulle reglera flodernas vattenmassor. Dessa jättearbeten måste administreras och ledas av specialister. Flera byar slog sig samman. Efterhand uppstod centraliserade samhällsbildningar där makten och den rikedom, som det avancerade bevattningsjordbruket möjliggjorde, koncen trerades till en byråkrati av präster och tjänstemän samlade kring en överstepräst, en farao, en kung, en kejsare. Med framväxten av större byar och städer uppstod också andra behov av att kontrollera vattnet. Det krävdes en säker tillförsel av drickbart vatten samtidigt som det avfall människor lämnar efter sig måste föras bort. Flera av de tidiga högkulturernas främsta byggnadsverk syftade till att lösa vatten- och avloppsproblem med hjälp av dammar, kanaler, tunnlar och akvedukter. De visar att det tidigt utvecklades tekniska färdigheter när det gällde sådana problem som att med pumpliknande anordningar lyfta vatten från en lägre till en högre nivå. Under den grekisk-romerska antiken, den epok som i kulturhistoria kallas för den hellenistiska, uppfanns också de första vattenhjulen. De gjorde det möjligt att utnyttja det strömmande vattnet som kraftkälla, som ersättning för människors och djurs arbete. Vattenhjulets exakta ursprung är okänt. Det går inte att peka på någon namngiven uppfinnare. Men vattenkvarnar nämns i litterära källor som kan dateras till första århundradet f.kr. Med hjälp av kugghjul och andra anordningar kunde vattenhjulets roterande rörelse överföras med varier ande hastighet och även omvandlas till en fram- och återgående rörelse. I det hellenistiska samhället fanns tekniska specialister som blivit omtalade för många mekaniska uppfinningar. Mest känd är Heron som var verksam i Alexandria under första århundradet e.kr. Han och hans kollegor behärskade en stor mekanisk repertoar och kunde med hjälp av trissor, linor, block, kugg
36 hjul, hävstänger, hävertar och andra anordningar konstruera olika mekaniska modeller, s.k. automata. Det berättas till exempel om automatiska dockteatrar eller tempelportar som öppnades automatiskt när elden på altaret tänds. De har ibland setts som leksaker, magiska tricks. Men en annan, och sannolikt mer rimlig tolkning, är att dessa automata var modeller avsedda att illustrera grundläggande mekaniska principer och antyda hur de skulle kunna appliceras praktiskt. En praktisk användning, som förfinades av dessa tekniker, var utvecklingen av vattenur för den dagliga mätningen av tid. Principen är att vatten strömmar med konstant hastighet ur ett hål i botten av ett kärl in i ett annat kärl. Där vattnet samlas upp finns en flottör som stiger med vattenytan. Genom att förse flottören med en visare och en skala kan ett mått på tiden erhållas. Med hjälp av kugghjul, hävertar och andra mekanismer kunde mycket komplicerade urverk, drivna av vatten, konstrueras. Intresset för mekaniska modeller övertogs under 800-talet i den muslimska civilisationen genom den översättningsrörelse från grekiska till arabiska som hade ett centrum i Bagdad. Bland dem som var aktiva i den processen var de tre bröderna Banü Müsa. De hade bland annat ansvaret för de kanalprojekt som skulle förse Bagdad med vatten. Men de har framförallt blivit berömda för deras Kitab al-hiyäl (Bok om sinnrika mekanismer) från 850. Där beskrivs olika mekaniska konstruk tioner och automater, vattenmekanismer och mekaniska leksaker. Ibn Isma il al-jazari (1136-1206), som har framställts som den muslimska civilisationens främste ingenjör, verkade i samma tradition. I Boken om sinnrika mekaniska anordningar beskriver han 100 olika mekanismer. Merparten är av typen leksaker. Men samtidigt illustrerar de olika mekaniska principer, till exempel hur en vevaxel eller en kamaxel kan omvandla olika former av rörelse. al-jaziri använde också sina kunskaper till att konstruera olika typer av pumpar som bland annat kunde drivas av vattenhjul. al-jazaris mest omtalade konstruktion är hans vattendrivna elefantklocka, ett vattenur med många mekaniska konster på repertoaren. Den kunskap om vattenhjul och andra mekanismer, som hade utvecklats i den hellenistiska och senare i den muslimska civilisationens, kom att få central betydelse i högmedeltidens Europa från 1000-talet och de följande århundradena. Vatten kraften användes inte bara i kvarnar för att mala säd. Den fick stor betydelse för hantverk och en begynnande industri (främst textil). Nu kom vattenhjul till exempel att användas inom bergsbruket för att fordra upp vatten och malm ur gruvorna eller för att driva malmkrossar och smideshammare. De ut nyttjades även för att mala lump för papperstillverkning, till att såga timmer, dra tråd, valka tyg, driva spinnmaskiner med mera. Ännu under 17-1800-talets industriella revolution spelade vattenhjulet en lika viktig roll som kraftkälla som nymodigheten ångmaskinen. Och mot slutet av 1800-talet skulle sedan elektriciteten, via kraftverk, göra det möjligt att ännu mer effektivt utnyttja kraften i det strömmande vattnet.
37 Vattenkraft Människan har alltid sökt möjligheter att göra de vardagliga sysslorna enklare. En historiskt mycket viktig sådan uppfinning, är vattenhjulet. Skovlarna på ett vattenhjul pressas i det strömmande vattnats riktning och driver runt hjulet. Den roterande rörelsen kan t ex användas för att mala säd eller pumpa upp vatten för bevattning. Modern vattenkraft använder sig av turbiner för att driva generatorer, som i sin tur alstrar elektricitet. Att bevattna grödor för hand är ett hårt och tidskrävande arbete. Under tusentals år har metoder för att slippa arbetet med att lyfta och bära vatten över stora ytor utvecklats. För 800 år sedan arbetade Al-Jaziri med problemet att transportera upp vatten från en närbelägen men låglänt flod. Han utvecklade en pump med en vevaxel för att lyfta vattnet till en högre nivå. En system av rör och rännor användes för att sprida vattnet över fälten. Flera av Al-Jaziris uppfinningar använder sig av snillrika system för att omvandla en roterande rörelse till en linjär rörelse. Gruppaktivitet: Studera vattendrivna uppfinningar Ta reda på hur vattenkraft används idag. Diskutera: Vilka är fördelarna med vattenkraft? Vilka är nackdelarna? Pump av Al-Jaziri