غلام يصبّ الماء للوضوء

المقدمة

الأهداف التّعليميّة:

  • أن يقدّر الطّالب جهود العلماء المسلمين، وأهميّة اختراعاتهم.
  • أن يتّبع الطّالب المنهجيّة العلميّة في حلّ وتصميم النّماذج والآلات.
  • أن ينمّي الطّالب مهارات التّفكير الإبداعيّ لديه.
  • أن يصمّم الطّالب نماذج مبسّطة تحاكي الاختراعات الكبيرة.
  • أن ينمّي الطّالب المهارات اليدويّة والتّجريب المخبريّ وبناء القدرات.
  • أن يفسّر الطّالب الرّسوم المتعلّقة باختراع (غلام يصبّ الماء للوضوء) في مخطوطة الجزريّ.
  • أن يستخلص الطّالب وظيفة كلّ جزء في اختراع  (غلام يصبّ الماء للوضوء) الّذي اخترعه الجزريّ.
  • أن يشرح الطّالب آليّة عمل اختراع (غلام يصبّ الماء للوضوء).

الفكرة الإبداعيّة:

     قام العالم المسلم الجزريّ بصنع أوّل رجل آليّ لملك ديار بكر، وجاءت الآلة على شكل غلام يصبّ الماء ثمّ يقدّم منديل ومشطًا ومرآةً للحاكمِ بعد الوضوء.

قرن وعصر الاختراع

القرن السّادس الهجريّ /القرن الثّاني عشر الميلاديّ

عصر الخلافة العبّاسيّة

صورة غلام يصبّ الماء للوضوء من كتاب
(الجامع بين العلم والعمل النّافع في صناعة الحيل)

 


معلومات العالم

    تُعرف الأرض الواقعة بين نهري دجلة والفرات بأرض الجزيرة، وتقع شمال سوريّا، وتُعرف بجزيرة ابن عمر أيضًا. وإليها يُنسب الجزريّ. وهو بديع الزّمان أبو العزّ بن إسماعيل بن الرزّاز الملقّب بالجزريّ، نسبة لأرض الجزيرة السّابقة الذّكر، ولد في منطقة جزيرة ابن عمر شمال سوريّا سنة (530هـ/ 1136م)، وتوفي في بغداد سنة (602هـ/ 1206م)، تعلّم الهندسة وصناعة الآلات، وكان حريصًا على الجمع بين العلم والعمل. انتقل إلى ديار بكر للعمل مع حكّام بلاده سلاطين بني أرتق وذلك سنة 570هـ / 1174م؛ ونتيجة لعمله المتميّز والمبدع حظي برعاية الحكّام، وأصبح كبير مهندسي الميكانيكا في البلاط بعد أن كان رئيسًا للمهندسين. كان الجزريّ حريصًا على طلب العلم بدليل أنّه كان يحثّ الآخرين على طلبه.

    لقد أنجز الجزريّ كثيرًا من الاختراعات ممّا جعله يؤلّف كتابًا بذلك سمّاه (الجامع بين العلم والعمل النّافع في صناعة الحيل)، وقد جمع في ذلك الكتاب أوصاف تلك الاختراعات وكيفيّة صنعها وعملها، ويُعدّ كتابه هذا من أفضل الكتب التي أُلّفت في ذلك الوقت ووصلت إلينا، وقد كان الكتاب زاخرًا بوصف الآلات الهيدروليكيّة والميكانيكيّة.

   إنّ كثيرًا من الكتب الّتي ألّفها علماء المسلمين تُرجمت إلى لغات عدّة، حتّى أنّ النُّسخ الأصليّة منها لا تزال موجودةً في متاحف أوروبا، وذلك نتيجة حرص الأوروبيّين على نقل أسس النّهضة العلميّة الّتي قامت عليها الحضارة العربيّة الإسلاميّة. وقد كان العالم الجزريّ واحدًا من أولئك الأعلام الّذين ساهموا في تأسيس تلك الحضارة. وباعتراف العديد من علماء الغرب، فإنّ الكثير من تصاميم الآلات الّتي ابتكرها الجزريّ قد نُقلت إلى أوروبا، حيث ظهرت التّروس القطعيّة لأوّل مرّة في مؤلّفات الجزريّ، وهي تلك الّتي نقلها عنه الأوروبيّون، وأدخلت فيما بعد في صناعة إحدى السّاعات الفلكيّة الّتي تُعرف باسم ساعة (جيوفاني ديدوندي).

    ترجع أهميّة التّصميمات الّتي ابتكرها الجزريّ والخاصّة بآلات رفع الماء، بأنه استفاد من الطّاقة الكامنة للماء المتحرّك في رفعه لمستويات أعلى من مستوى جريانه، عوضًا عن الاستعانة بالحيوانات لرفعه، كما كان شائعًا في ذلك الوقت.


إسهامات العالم

قدّم العالم الجزريّ تصميمات من أهمّها:

  • مضخّة ذات أسطوانتين متقابلتين، وهي تقابل حاليًا المضّخات الماصّة والكابسة.
  • نواعير رفع الماء لأعلى؛ وذلك نتيجة الاستفادة من الطّاقة الحركيّة للمياه الجارية في الأنهار.
  • مضخّة الزّنجير والدّلاء: وهي نوع من آلات السّقوط إذ تعطي مرورًا حركيًّا بفضل سقوط الماء على المفارق. وهذه الآلات تحتاج إلى رفع منسوب الماء وذلك عن طريق بناء السّدود.
  • صناعة السّاعات المائيّة والآلات ذاتيّة الحركة العاملة بالطّاقة الكامنة للماء، كما قام بتطوير آلات هيدروليكيّة كان قد ابتكرها علماء مسلمون.
  • قدّم وصفًا لعدد من الآلات الميكانيكيّة المختلفة من ضاغطة ورافعة وناقلة ومحرّكة، كما أنّه جاء بوصف مفصّل لتركيب ساعات دقيقة، أخذت اسمها من شكل خاصّ كان يظهر فوقها نحو ساعة القرد، وساعة الرّامي البارع، وساعة الكاتب، وساعة الفيل الّتي تُعتبر من أهمّ اختراعاته.

    لكلّ ما تقدّم: من خلال المؤلّفات وتصميم الآلات العديدة ووضع قواعد تركيبها ووصف آليّة عملها؛ اعتبر الجزريّ أوّل من وضع أسسًا علميّةً للاستفادة من الطّاقة الكامنة للمياه في مجالات عمليّة كثيرة.

إبريق من صنع الجزريّ، غطاؤه على شكل طير يصفّر لفترة
قصيرة عند استعمال الإبريق وقبل أن ينزل الماء

غاسل اليدين المجدول من اختراعات الجزريّ


 


مؤلفات العالم

     كلّف أحد سلاطين بني أرتق في ديار بكر الجزريّ بتصنيف كتاب يشرح فيه العديد من اختراعاته مع تزويدها بالرّسوم التّوضيحية وذلك أيام الخليفة العباسيّ أبو العباس أحمد النّاصر لدين الله سنة 576هـ/ 1181م. فقام بعمل أهمّ كتبه وهو (الجامع بين العلم والعمل النّافع في صناعة الحيل). وقد استغرق هذا العمل الجليل خمسًا وعشرين سنةً من البحث والدراسة. وقد قدّم الجزريّ في هذا الكتاب عددًا كبيرًا من الوسائل الميكانيكيّة والتّصاميم، وقد قام بتصنيف الآلات في ستّ فئات وذلك حسب طريقة صنعها واستخدامها، ممّا جعل ذلك كلّه أساسًا للتّصنيفات الأوروبيّة في عصر النّهضة. وقد تضمّن ذلك الكتاب دراساته وأبحاثه في السّاعات والآلات الرّافعة للماء والأثقال والفوّارات المائيّة. ما زال هذا الكتاب يزيّن الكثير من متاحف العالم: كالباب العالي في إسطنبول، ومتحف الفنون الجميلة في بوسطن، ومتحف اللّوفر في فرنسا، ومكتبة جامعة أوكسفورد. 

     وقد كانت اختراعات الجزريّ موضع إعجاب المهندسين وانبهارهم على مرّ العصور، لاسيّما وقد تُرجم الكتاب وغيره من كتب الجزريّ إلى عدّة لغات ممّا أكسبه شهرة كبيرة في الغرب. وقد قام بترجمة بعض فصوله إلى الألمانيّة كل من فيدمان (Weidman) وهاوسر (Hawser) في الرّبع الأوّل من القرن الرّابع عشر الهجريّ / القرن العشرين الميلاديّ. كما ترجمه دونالد هيل (Hill) المتخصّص في تاريخ التّكنولوجيا العربيّة إلى الإنجليزيّة. كما قام معهد التّراث العلميّ العربيّ في حلب بسورية سنة 1399هـ/ 1979م بإصدار النّص العربيّ، وقد قام بمراجعته وتحقيقه أحمد يوسف الحسن.

صورة من كتاب "الجامع بين العلم والعمل النّافع في صناعة الحيل"
لعبة موسيقيّة: من اختراعات الجزريّ في كتاب معرفة الحيل الهندسيّة

انتشار استخدامات الإسهام في نواحي الحياة

    يعدّ علم صناعة الإنسان الآليّ في العصر الحديث علمًا قائمًا بحدّ ذاته، ويعرف بأنّه علم تقنية وهندسة الرّجال الآليّين، من حيث تصميمهم، وصناعتهم، وتطبيقاتهم، وترتيباتهم الهيكلية، ويرتبط علم الإنسان الآليّ بالإلكترونيات، والميكانيكا، والبرمجيات، وقد تطوّر هذا العلم كثيرًا في العصر الحديث، وتعدّدت طرق الحصول على الطّاقة لتحريك الرّجل الآليّ، وكذلك تعدّدت آليات التّشغيل، ويبدو جليًا تفاعل الإنسان الآليّ مع البيئة المحيطة به، وطريقة التّحكم به. وقد اتّسعت دائرة استخدام نماذج الإنسان الآليّ، ومن هذه المجالات: التّعليم، والتّدريب، والرّعاية الصّحيّة، والأبحاث وغيرها.

  نماذج مختلفة من الإنسان الآليّّ  

 

 


مراجع الطالب
  • كتاب حضارة العرب، نومان سميث.
  • كتاب المسلمون وعلم الهندسة الميكانيكيّة، راغب السرجاني.
  • كتاب معرفة الحيل الهندسية، الجزريّ.
  • مخطوطة الجامع بين العلم والعمل النّافع في صناعة الحيل، الجزريّ.
  • الرّابط الأوّل

مراجع المحتوى
الهدف من النشاط
  • أن يستقصي الطّالب أهميّة صبّ الماء المتقطّع في آلة الغلام للجزريّ في تفعيل السّنة النّبويّة في ترشيد استهلاك الماء.
الإعداد للعمل
  • ينفّذ هذا النّشاط 3 طلاب.
  • يطّلع الطّلبة على المعلومات الّتي قدّمها الجزريّ في صناعة مجسّم الغلام للوضوء.
  • تحضير الموادّ الضّروريّة لصناعة نموذج صبّ الماء بشكل آليّ ومتقطع، ووضع خطّة إجرائيّة لتنفيذ العمل، تتضمّن مراحل العمل وتوزيع المهمّات على الطّلبة، يحضّر الطّلبة بعض علب العصير أو الحليب الكرتونيّة الفارغة، وأمور أخرى.
  • تحتاج إلى أن تكون في مكان فيه صنبور ماء.

 

البحث العلميّ
  • البحث عن الأحاديث النّبويّة الشّريفة الّتي تحضّ على الحفاظ على موارد البيئة ومنها الماء، والاطّلاع على ما كتب حول ابتكارات الجزريّ على مواقع الإنترنت المختلفة.
تجهيز الأدوات
دلو كبير لجمع الماء إبريق بلاستيكيّ سعة 2 لتر تقريبًا ساعة توقيت كوب بلاستيكيّ مدرّج لقياس كميّة الماء

 

تنفيذ النشاط
  •  اطلب من زميلك القيام بالوضوء بينما قم أنت بقياس الزّمن اللازم لذلك.
  •  ضع الدّلو تحت الصّنبور وافتح الصّنبور مدّة من الزّمن تساوي زمن الوضوء، بحيث تجمع كميّة مساوية لتلك الّتي استهلكت في الوضوء باستخدام الصّنبور.
  •  قُم بملء الإبريق البلاستيكيّ بالماء مع الحرص على حساب عدد الأكواب الّتي احتجتها للقيام بذلك، ثمّ اطلب من زميلك مرّة ثانية أن يتوضّأ، قُم أنتَ بصبّ الماء عليه من الإبريق، ولا تستمرّ في الصبّ، بل ارفع الإبريق عند عدم الحاجة للماء، فلا تصبّ له الماء إلّا عند فتح يديه.
    •  قسْ كميّة الماء المتبقية في الإبريق بعد الوضوء، ثمّ قُم بطرحها من الكميّة الّتي سجّلتها قبل الوضوء باستخدام عمليّة حسابيّة بسيطة، هل حسبت كميّة الماء المستهلكة في الوضوء باستخدام الإبريق؟
      • قم بمقارنة كميتي الماء، واستنتج أهميّة الوضوء من الإبريق في ترشيد استهلاك المياه، مع التنويه بأن العالم الجزريّ ابتكر آلة لهذه الغاية منذ ألف سنة تقريبًا.
        المناقشة والنتائج

        مناقشة الطّلبة في إجابات الأسئلة الآتية:

        • ما أهميّة الوضوء من الإبريق؟
        • قارن بين كميّة الماء المستهلكة عند الوضوء من الصنبور، وكميّة الماء المستهلكة عند الوضوء من الإبريق.
        • اذكر نص الحديث الشريف الّذي يطالبنا بترشيد استهلاك الماء.
        اخترع بنفسك
        • قم باختراع تصميم لآلة بسيطة تضعها على فتحة الصّنبور؛ لتقلّل من الإسراف في استهلاك الماء.
        الهدف من النشاط
        • أن يستقصي الطّالب آليّة صبّ الماء بشكل متقطّع، وتغريد العصفور بشكل متقطّع في آليّة الغلام للجزريّ.
        الإعداد للعمل
        • ينفّذ هذا النّشاط مجموعة من أربعة طلاب أو أكثر.
        • يطّلع الطّلبة على المعلومات الّتي قدّمها الجزريّ في صناعة مجسّم الغلام للوضوء.
        • تحضير الموادّ الضروريّة لصناعة نموذج صبّ الماء بشكل آليّ ومتقطع، ووضع خطّة إجرائيّة لتنفيذ العمل، تتضمّن مراحل العمل وتوزيع المهمّات على الطّلبة، يحضّر الطّلبة بعض علب العصير أو الحليب الكرتونيّة الفارغة، وأمور أخرى.
        البحث العلميّ
        • الاطّلاع على ما كتب حول ابتكارات الجزريّ على مواقع الإنترنت المختلفة.
        تجهيز الأدوات
        شريط لاصق بلاستيكيّ شفاف عدد من مصّاصات العصير البلاستيكيّة بأقطار مختلفة علبة حليب أو عصير كرتونيّة سعة لتر
        أو لتر ونصف
         علبة عصير كرتونيّة فارغة سعة 200 مل
        قلم  مقصّ سلك نحاسيّ رفيع (قطره لا يقل عن
        1 ملم) وطوله حوالي 20 سم
        مادّة لاصقة جيّدة
        ماء إناء بلاستيكي صفّارة بلاستيكيّة صغيرة مسطرة

         

         

        تركيب الأدوات
        •  اقطع علبة العصير الكبيرة من الأعلى؛ لتسهيل صبّ الماء فيها.
        •  استخدم المقصّ لعمل فتحات صغيرة في علب الكرتون كما في الصّورة.
        •  حضّر كميّةً من الماء لاستخدامها في تنفيذ النّشاط.
        •  حضّر إناءً بلاستيكيًّا لجمع الماء المستخدم بعد النّشاط.

         

        تنفيذ النشاط
        •   صناعة الخزان: اقطع علبة العصير الكبيرة من الأعلى، ثمّ اعمل ثقبًا في أحد جوانبها على ارتفاع 3 سم من القاعدة، ويكون اتّساعه مناسبًا للمصّاصة الرّفيعة بإحكام.
        • صناعة الإبريق: اعمل ثقبًا جانبيًّا في علبة العصير الصّغيرة على ارتفاع 3 سم من القاعدة، وأدخل مصّاصةً رفيعةً فيه وثبّتها جيّدًا بالمادّة الّلاصقة. مع توسيع الثّقب العلويّ في علبة العصير وإدخال الصّفارة البلاستيكيّة الصغيرة فيه، وتثبيتها باستخدام المادّة الّلاصقة.
        • تركيب بلبلة الإبريق: اعمل ثقبًا ثالثًا في الجانب الآخر لعلبة العصير الصّغيرة وأدخل مصّاصةً كبيرةً منحنيةً كما في الشّكل، وثبتّها جيّدًا بالمادّة الّلاصقة، مع ضرورة أن تكون أكثر اتّساعًا من المصّاصة الأوّلى.
        • وصّل المصّاصة الرّفيعة الّتي تخرج من العلبة الكبيرة مع تلك الدّاخلة في العلبة الصّغيرة باستخدام الشّريط الّلاصق.
        • يوضح الشّكل الآتي مخططًا توضيحيًا لمقطع في العلبتين وطريقة توصيلهما معًا وتوصيل البلبلة والصّافرة.
        • املأ الخزان (علبة العصير الكبيرة) بالماء، ثم راقب ما يحدث، هل يصدر صوت الصفّارة؟ أم يخرج الماء من البلبلة.
        • لاحظ متى تبدأ الصفّارة بالتّصفير؟ ومتى تنتهي من التصفير؟ ومتى يبدأ الماء بالنّزول من البلبلة؟
        • امعن النظر في المخطط التوضيحي التالي ولاحظ الفرق بين سرعة التّعبئة وسرعة التّفريغ.
        المناقشة والنتائج

        مناقشة الطلبة في إجابات الأسئلة الآتية:

        1- ما أهميّة أن تكون فتحة البلبلة أكثر اتساعًا من أنبوب تعبئة الإبريق؟

        2- كيف يحدث التّصفير، وما سبب ذلك؟

        3- كم مرّة يمتلئ الإبريق ويفرغ حتّى ينضب الخزّان؟

        4- ما أهميّة أن يصبّ الماء بشكل متقطع بالنّسبة للشّخص الّذي يتوضّأ؟

        5- كيف حقّق الجزريّ في هذا الاختراع ترشيد استهلاك الموارد البيئيّة؟

        اخترع بنفسك
        • بعد أن اطّلعت على آليّة عمل (غلام يصبّ الماء للوضوء) اخترع آلة وضوء توفّر الماء وتقلّل من مشاكل هدره.