摘要： 本研究着重于高一新生通过日晷的制作和使用，培养高中学生对高中地理的地球运动的理解，掌握利用日晷测定时间，日影方位判断，正午太阳高度计算等，从而培养高中学生的地理观测能力和实践能力。
关键词： 日晷 操场 拍照 记录
研究的背景： 此次课题研究是在深入学习和贯彻课程标准提出的实施中小学核心素养教育方针的背景下开展实施的，旨在培养学生理论联系实际，深入探究，团结合作的精神，提高学生实际动手能力，信息收集和处理的能力，培养具有创新能力的新型人才。
一 活动时间与地点： 2020年9月23日前后学校操场
二 活动对象： 高一1，2，19班
三 理论依据
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由西向东移动，以此来显示时刻，这就是日晷的计时原理。特别注意的是无论是赤道式日晷还是地平式日晷，其晷针与当地的地平夹角等于等于当地的地理纬度。例如：镇平县地理纬度为33度21分，则下面的指针与地面夹角也为33度21分。
四 课题活动内容
古代，在机械钟表出现之前，人们通过观察太阳来记录时间，比如太阳升到头顶最高的位置，时间就为正午了。实际上古时候的时间的概念就是来自太阳，例如我们把太阳连续两次升起之间的时间称为“一日”，即24小时。
一天中不同的时间段，阳光下物体投射在地面上的影子的长度和角度都不同，通过测量同一物体影子的变化，就能确定太阳的运行情况，从而得到精确的时间。这种测量时间的仪器被称作“太阳钟”，我国古代称之为“日晷”。
人类很久很久以前就开始使用日晷来记录时间了，在6000多年前古巴比伦开始使用，中国有明确记载的是在3000多年前的周朝。现在故宫还存放着日晷。这些古代的时钟精确度一点不比现在的机械式钟表差，而且既能显示一天之内的时刻，又能显示节气和月份。当然它也有缺点，笨重且没有阳光的时候就没有了用武之地，如阴天或晚上。
我们首先制作一个简易的日晷，来感受一下古代计时工具的工作原理。
要用到的东西：方便面的纸桶、橡皮泥、竹签和笔。
制作方法超级简单，用橡皮泥把竹签固定在桶的中央，保证竹签垂直向上。
而后把它放在阳光能直接照射到的地方，竹签的影子会投射在桶壁上。这个影子的位置是随时间变化而改变的，手里拿一块表，每到正点的时候就用笔在桶壁上作一个记记。比如手表显示的是上午“9”点，那么你就在影子的位置画个记号，而且标上“9”。注意纸桶的位置不能再变了，那么明天上午竹签的影子再到你做的标记“9”上的时候，此时的时间就是9点。
因为时间关系， 所以我们大概要几天可能做完所有的时间标记，那么这就是日晷了，就可以来代替手表计时了。
通过以上的简易日晷的制作，我们对日晷的工作原理有了一个大概的了解，当然真正的日晷要比这个复杂得多。那么制作一个真正的日晷需要的地理知识是什么？
地球绕地轴自转，同时绕太阳公转。一天之内时间的变化是自转造成的，由于相对太阳来说地球是“斜着身子”旋转的，所以阳光的投影的变化也比较复杂。上面介绍的简易日晷之所以选用方便面的纸筒，是因为纸筒壁有一定的倾斜角度，阳光也是倾斜着照过来的，这样竹签在纸筒壁上的影子就相对均匀一些。请注意观察你自己根据手表的时间作出的标记，这些标记之间的间距也不是绝对均匀的，能说明太阳运行的复杂性。
真正的日晷主要有三种类型：赤道式、水平式（地平式）和垂直式
上图是赤道式日晷是我们经常在博物馆和古建筑群里看到的，之所以叫“赤道式”，是因为它的晷盘，即有刻度的圆盘是与地球赤道面平行的，贯穿晷盘的指针与地轴平行并且指向正北。这样就消除了因为地球斜着身子造成的指针的投影运动的不均匀性，所以它的刻度盘跟现代钟表盘一样，刻度是均匀的。另外请注意晷盘两面都有刻度，春分到秋分，即3月21日到9月22日期间从正面读数，秋分到春分半年从背面读数。
上图是地平式日晷，图上右面的部分是经过艺术处理的，既是城市雕塑又是一座巨大的日晷，刻度刻在地面。这种日晷的刻度就是不均匀的，而且随纬度而变化，即不同纬度地区的地平式日晷不能通用。
