科技館里學(xué)知識

袁輝

摘 要：科技館作為重要的非正規(guī)科學(xué)教育場所，是學(xué)校教育的有益補(bǔ)充，其通過自身的獨(dú)特性發(fā)揮著重要的教育功能。本文通過對常設(shè)展品計(jì)時(shí)工具——日晷及水運(yùn)儀象臺的介紹，初探了古代計(jì)時(shí)工具的構(gòu)造及功能，同時(shí)以期為了解科技館的展示方式和教育形式提供參考。

關(guān)鍵詞：科技館；教育；計(jì)時(shí)工具

中圖分類號：G26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2016-02-17

一、科技館教育特點(diǎn)

科技館教育具有系統(tǒng)化、連貫性、直觀參與性等特點(diǎn)，在科技館，展品的布局方面通常采取學(xué)科歸類的方式，相同知識點(diǎn)的展品會(huì)集中在一定區(qū)域內(nèi)展示，因此對某一學(xué)科感興趣的觀眾可進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。每個(gè)展品之間都有一定的主線貫穿，或是時(shí)間或是人物，以便于知識點(diǎn)的融會(huì)貫通。另外，科技館的知識學(xué)習(xí)有別于課堂學(xué)習(xí)，其直觀參與性和課堂學(xué)習(xí)以知識點(diǎn)記憶為主，科技館則是手腦并用，邊動(dòng)手邊動(dòng)腦，提倡“做中學(xué)”。

二、古代計(jì)時(shí)工具初探

1.日晷

日晷是一種古老的計(jì)時(shí)儀器，幾大文明古國，如埃及、中國、希臘和羅馬，都有使用日晷計(jì)時(shí)的記載。日晷的種類有很多，有赤道式日晷、水平式日晷、等高儀日晷、地球儀式日晷、反射日晷等。赤道式日晷由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫作“晷針”，垂直地穿過圓盤中心。石制的圓盤叫作“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻畫出子、丑、寅、卯等12個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽光照在日晷上時(shí)，晷針的影子就會(huì)投向晷面，太陽由東向西移動(dòng)，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)，于是，移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時(shí)刻。每年春分以后看盤上面的影，秋分以后看盤下面的影。日晷只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整晷針的傾斜角度，與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，就能在不同的緯度上使用。觀眾參觀展品后會(huì)激發(fā)其興趣點(diǎn)，隨后可參加相應(yīng)的動(dòng)手制作教育活動(dòng)，通過親手組裝日晷，了解其構(gòu)造、組成及各部分的功能，制作完成后還可以現(xiàn)場報(bào)時(shí)，掌握日晷的計(jì)時(shí)原理并檢驗(yàn)制作的準(zhǔn)確性。

鑒于技術(shù)的局限性，日晷計(jì)時(shí)只能精確到時(shí)辰，無法顯示刻。下面接著學(xué)習(xí)另一種更精密的可記錄時(shí)、刻、分的計(jì)時(shí)工具——水運(yùn)儀象臺。

2.水運(yùn)儀象臺

水運(yùn)儀象臺建于北宋元祐年間，距今900多年，臺址位于北宋京城汴京（今河南省開封）。它是一座大型的天文鐘，集計(jì)時(shí)報(bào)時(shí)、天文觀測和星象顯示三項(xiàng)功能于一體，總高度將近12米，臺底7米見方，堪稱當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)，技術(shù)綜合程度最高的大型機(jī)械裝置。這座天文鐘的結(jié)構(gòu)分為三層：頂層為渾儀，用于觀測星空，上方的屋形面板在觀測時(shí)可以揭開；中層為渾象，用于顯示星空；底層為動(dòng)力裝置及計(jì)時(shí)、報(bào)時(shí)機(jī)構(gòu)，通過齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與渾儀、渾象相聯(lián)，使這座三層結(jié)構(gòu)的天文裝置環(huán)環(huán)相扣，達(dá)到與天體同步運(yùn)行的目的。

水運(yùn)儀象臺正面的底層為塔形報(bào)時(shí)裝置，塔的最上層有3個(gè)木人，中間著綠衣者每到一刻擊鼓一聲，右側(cè)穿紅衣者每到時(shí)初搖鈴一次，左側(cè)紫衣木人每到時(shí)正叩鐘一下；最下兩層為夜間值更者，舉牌顯示更點(diǎn)，并敲擊金鉦告訴人們某個(gè)更點(diǎn)已至。整個(gè)報(bào)時(shí)裝置巧妙地利用了多個(gè)小木人，鐘、鼓、鈴、鉦四種樂器，不僅可以顯示時(shí)、刻，還能報(bào)昏、旦時(shí)刻和夜晚的更點(diǎn)。水運(yùn)儀象臺以水為動(dòng)力，但并非只是簡單地用水沖擊水輪，而是通過精巧的機(jī)械設(shè)計(jì)，利用流量穩(wěn)定的水流實(shí)現(xiàn)等時(shí)精度很高的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借以計(jì)時(shí)。水運(yùn)儀象臺的機(jī)械傳動(dòng)裝置類似現(xiàn)代鐘表的擒縱器，英國的李約瑟認(rèn)為其“很可能是歐洲中世紀(jì)天文鐘的直接祖先”。觀眾可以通過互動(dòng)參與和觀看多媒體的方式，深入了解水運(yùn)儀象臺的結(jié)構(gòu)原理、功能、作用、歷史價(jià)值以及中國古人先進(jìn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)方法，并可進(jìn)入水運(yùn)儀象臺的內(nèi)部觀看其原理演示；如果觀眾對原理感興趣，可一并參觀另一件展品——現(xiàn)代擒縱器，以進(jìn)一步感受古人的聰明智慧。

科技館將枯燥、抽象的課本知識以生動(dòng)、直觀、互動(dòng)的形式展現(xiàn)出來，能有效彌補(bǔ)學(xué)校科技教育的不足，解決學(xué)校和課堂教育不易解決的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王榕軍.淺談科技館教育在素質(zhì)教育中的重要作用[J].海峽科學(xué)，2009，（11）：74-75.

[2]白宗新，陳競?cè)?科技館的社會(huì)教育功能[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005，15（3）：176-177.