北京科学中心坚持“以竞赛为牵引、以名师为重点、以课程为依托”的工作思路,兼顾普惠与培优。科技教师团队依托常态化集体教研,历经选题构思、创意设计、课堂试讲、迭代优化,持续打磨优质课程。2026年暑期,百余场自研新课集中亮相,课程内容涵盖基础科学、前沿科技、自然生态、逻辑思维、安全实践五大方向。
本期课程
假如钟表诞生在南半球
主讲教师
秦琪 冯淑娟
《假如钟表诞生在南半球》是北京科学中心展教能力提升系列成果之一。课程面向五、六年级学生,从“钟表指针为什么朝顺时针方向前进”这一习以为常却鲜少被追问过的日常现象切入,融合项目式学习、沉浸式展项体验、基于真实情境的科学探究及成果发布展示,引导学生在一轮又一轮的猜想、验证与修正中,重新打量那些“习以为常”的事。
课程依托日晷展项与地球仪建模实验设立探究站点,把展项和教室变成可观察、可提问、可验证的科学现场。学生化身“计时探员”,围绕“钟表指针的方向究竟由什么决定”这一核心问题展开追查:先到户外日晷展项前,用手电筒模拟太阳东升西落,记录晷针影子的移动轨迹;再回到教室,把地平式日晷“搬”到地球仪的南半球和北半球,对比南半球和北半球影子的转向差异;最后打开“历史证据包”,在古日晷图片、早期机械钟表出土地点分布图、大航海时代航海钟清单等资料卡片中,寻找钟表方向标准的来路。
从晷针影子顺时针移动的观察中得到启发,提出“钟表指针方向可能继承自日晷影子”的猜想,郑重写进学习单,留待后续实验检验。在观察日晷时,同学们发现日晷的晷针影子之所以在北半球顺时针前进,主要是由太阳的东升西落,且正午时太阳位于天空的南方所决定的。那么南半球也是这样的吗?


同学们回到教室再次进行实验,在南半球太阳也东升西落吗?在南半球,太阳也在天空的南方吗?带着这些问题,同学们进一步探究,他们在地球仪上找到新西兰、阿根廷等南回归线以南的国家,发现看到的太阳也是东升西落,而看到的太阳竟然位于天空的北方。然后他们把地平式日晷安放在地球仪上,用手电筒模拟太阳的东升西落,发现晷针的影子竟是逆时针转动的,从而推测出假如钟表诞生在南半球,那么钟表前进的方向就是逆时针,为什么今天全球的钟表都是顺时针方向呢?
同学们把目光投向历史,从证据卡片中梳理出“北半球文明先发——机械钟表诞生于北半球——大航海与工业化推动标准全球传播”的线索,也注意到玻利维亚国会大厦“南方之钟”逆时针在运行11年后于2025年11月恢复顺时针的当代案例,意识到技术标准并非一成不变。


课程以“南半球的钟表设计展览”收官。学生运用“主张—证据—推理”框架汇报成果:地球自西向东自转决定了太阳东升西落,这一规律全球统一;而正午太阳的方位、晷针影子的转向,则因南北半球观测视角不同而相反。各小组展示设计方案并开展互评,教师抛出问题“顺时针是自然规律,还是人类的约定?”学生逐渐分辨出:地球自转是客观的,钟表方向是人为的,科学知识与技术标准并不在同一个层面。从一个“天经地义”的常识出发,经历提出猜想、实验取证、修正观点到创造性迁移的完整探究闭环,学生收获的不只是日晷与地球自转的知识,更是尊重证据、敢于修正、不盲从既定标准的科学态度。这正是开展该课程的核心目的,也是提升青少年科学素养的有效路径。