摘 要：科技馆作为重要的非正规科学教育场所，是学校教育的有益补充，其通过自身的独特性发挥着重要的教育功能。本文通过对常设展品计时工具——日晷及水运仪象台的介绍，初探了古代计时工具的构造及功能，同时以期为了解科技馆的展示方式和教育形式提供参考。
　　关键词：科技馆；教育；计时工具
　　中图分类号：G26 文献标识码：A 收稿日期：2016-02-17
　　一、科技馆教育特点
　　科技馆教育具有系统化、连贯性、直观参与性等特点，在科技馆，展品的布局方面通常采取学科归类的方式，相同知识点的展品会集中在一定区域内展示，因此对某一学科感兴趣的观众可进行系统学习。每个展品之间都有一定的主线贯穿，或是时间或是人物，以便于知识点的融会贯通。另外，科技馆的知识学习有别于课堂学习，其直观参与性和课堂学习以知识点记忆为主，科技馆则是手脑并用，边动手边动脑，提倡“做中学”。
　　二、古代计时工具初探
　　1.日晷
　　日晷是一种古老的计时仪器，几大文明古国，如埃及、中国、希腊和罗马，都有使用日晷计时的记载。日晷的种类有很多，有赤道式日晷、水平式日晷、等高仪日晷、地球仪式日晷、反射日晷等。赤道式日晷由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫作“晷针”，垂直地穿过圆盘中心。石制的圆盘叫作“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻画出子、丑、寅、卯等12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动，于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。每年春分以后看盘上面的影，秋分以后看盘下面的影。日晷只要适当地调整晷针的倾斜角度，与地球的自转轴平行，就能在不同的纬度上使用。观众参观展品后会激发其兴趣点，随后可参加相应的动手制作教育活动，通过亲手组装日晷，了解其构造、组成及各部分的功能，制作完成后还可以现场报时，掌握日晷的计时原理并检验制作的准确性。
　　鉴于技术的局限性，日晷计时只能精确到时辰，无法显示刻。下面接着学习另一种更精密的可记录时、刻、分的计时工具——水运仪象台。
　　2.水运仪象台
　　水运仪象台建于北宋元祐年间，距今900多年，台址位于北宋京城汴京（今河南省开封）。它是一座大型的天文钟，集计时报时、天文观测和星象显示三项功能于一体，总高度将近12米，台底7米见方，堪称当时世界上最先进，技术综合程度最高的大型机械装置。这座天文钟的结构分为三层：顶层为浑仪，用于观测星空，上方的屋形面板在观测时可以揭开；中层为浑象，用于显示星空；底层为动力装置及计时、报时机构，通过齿轮传动系统与浑仪、浑象相联，使这座三层结构的天文装置环环相扣，达到与天体同步运行的目的。
　　水运仪象台正面的底层为塔形报时装置，塔的最上层有3个木人，中间着绿衣者每到一刻击鼓一声，右侧穿红衣者每到时初摇铃一次，左侧紫衣木人每到时正叩钟一下；最下两层为夜间值更者，举牌显示更点，并敲击金钲告诉人们某个更点已至。整个报时装置巧妙地利用了多个小木人，钟、鼓、铃、钲四种乐器，不仅可以显示时、刻，还能报昏、旦时刻和夜晚的更点。水运仪象台以水为动力，但并非只是简单地用水冲击水轮，而是通过精巧的机械设计，利用流量稳定的水流实现等时精度很高的回转运动，借以计时。水运仪象台的机械传动装置类似现代钟表的擒纵器，英国的李约瑟认为其“很可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。观众可以通过互动参与和观看多媒体的方式，深入了解水运仪象台的结构原理、功能、作用、历史价值以及中国古人先进准确的计时方法，并可进入水运仪象台的内部观看其原理演示；如果观众对原理感兴趣，可一并参观另一件展品——现代擒纵器，以进一步感受古人的聪明智慧。
　　科技馆将枯燥、抽象的课本知识以生动、直观、互动的形式展现出来，能有效弥补学校科技教育的不足，解决学校和课堂教育不易解决的问题。
　　参考文献：
　　[1]王榕军.浅谈科技馆教育在素质教育中的重要作用[J].海峡科学，2009，（11）：74-75.
　　[2]白宗新，陈竞蓉.科技馆的社会教育功能[J].科技情报开发与经济，2005，15（3）：176-177.