內容:一年級上冊85頁「你知道嗎」---我國古代計時工具
教學目標:向學生介紹我國古代的計時工具:日晷和銅漏壺,使學生在了解計時工具的同時感受古人的聰明才智,激發學生的民族自豪感。
史料閱讀:(參考資料根據學生年齡特點簡單介紹,本史料也可向中高年級學生拓展)
在中國古代,為了能夠適應當時社會的經濟發展和日常生活的需求,人們發明了很多計時儀器,比如圭表、日晷、漏刻等。中國古代的計時工具創製很早,不晚於戰國時代,而且它們各有所長,分別流行於不同時代,應用於不同的場合。
一、計時的日晷,它是中國最古老的計時器之一。
日晷又稱「日規」,是我國古代利用日影測得時刻的又一種計時儀器。通常由銅製的指針和石制的圓盤組成。銅製的指針叫做「晷針」,石制的圓盤叫做「晷面」。使用時,觀察日影投在盤上的位置,就能分辨出不同的時間。日晷的計時精度能準確到刻(15分鐘)。
運作原理:
在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著:
第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長,隨著時間的推移,影子逐漸變短,一過中午它又重新變長;第二是影子的方向在改變。在北半球,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在東方。從原理上來說,根據影子的長度或方向都可以計時,但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。隨著時間的推移,晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子好像是現代鐘錶的指針,晷面則是鐘錶的表面,以此來顯示時刻。早晨,影子投向盤面西端的卯時附近;當太陽達正南最高位置(上中天)時,針影位於正北(下)方,指示著當地的午時正時刻。午後,太陽西移,日影東斜,依次指向未、申、酉各個時辰。
優點:沒有誤差,顯示所在地真正的時間,天然節能環保。
缺點:1、對天氣具有依賴性,必須依賴日照,不能用於陰天和黑夜。
2、日晷是固定的,而且使用局限於一些條件好的地區,笨重難以移動、得不到普及
二、利用漏壺計時,常用水漏和沙漏
銅壺滴漏又名「漏刻」或「漏壺」。即用一個在壺底或靠近底部鑿有小孔的盛水工具,利用孔口流水使銅壺的水位變化來計算時間。我國發明的銅壺滴漏比外國製作的滴水計時器要早的多,應用也普遍,成為歷代計時的重要工具。
補充閱讀:
1、沙漏也叫沙鍾。由於漏壺中的水受溫度影響,為計時的準確性增加了困難,於是用細沙來代替水。沙鍾由上下兩個相同的瓶子組成,中間用小口連在一起,上部瓶子所盛的細沙通過中間水口慢慢流入下部瓶中,這樣上部瓶子細沙的平面漸漸降低,瓶子時間刻度就能顯示出時間。這種沙鐘的優點是可以兩面使用,翻過來,就可以下部成為上部繼續使用。
2、燈鍾是用油燈計時的裝置,它是通過燃燒後油量的減少而指示出當時的時間。
香鍾是一種更為方便的火鍾,它以特製的模子製成盤香,盤香粗細均勻,燃燒時間與其長短成正比,即燃燒時間越長,剩餘的盤香越少,在盤香上記上刻度,就可以知道相應的時辰。也有具有鬧鐘作用的香鍾,當香火燒到一固定刻度時,上面掛的重物落下撞擊金屬器皿,發出響聲,提醒此時辦事的人,起到鬧鐘作用。燃香計時因為價格便宜,方便實用,在古代民間是比較流行的。
蠟鍾:蠟燭本身的燃料數量定好,燃燒時的速度也就基本相同。那麼燒完一支蠟燭的時間也大體相同。如在蠟燭上刻上相應的刻度就可以計算簡單的時間間隔了。