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支架式学习理论认为，我们可以在学生的现有水平和可能的发展水平之间，提供类似于建筑工地的“支架”，帮助他们通过一步步攀爬“支架”来完成学习任务，最后撤去“支架”，让学生掌握、建构、内化那些能使他们从事更高认知活动的技能。思维训练也是如此，在科学课教学中，我们不仅要给学生积极思考的时间，还可以运用多种方法搭建思维支架，让学生的思维显性化、可视化，拓宽思维发展的空间，使他们的思维品质得以提升。
一、用直观性图表搭建思维支架
图表是运用图文，把进入大脑形成思维中心、结点的信息之间的关系，通过相互隶属和相关的层级图表现出来的方法，也就是将中心主题的关键词与图像、颜色等之间建立记忆链接，形成一种可视化的思维图表。它体现了基础的思维框架，以图示或者图示组合等方式把原本不可见的思维路径、结构、方法及策略呈现出来，使思维清晰可见，是一种把思维显性化的方法。简单来说，就是使用图表可以分析问题、理清思路，使学生的思维得以显现，思维品质得以提升。
概念图是帮助学生在学习中搭建思维支架的好工具。概念图用节点表示概念，用连线表示概念间的关系，把一些相关联的概念形象地联接起来，为学生架构思维的桥梁，使他们清楚地看到各个概念之间的相互关联，促进意义学习的发生，从而使学习效率得到提高。
《生物多样性的意义》一课就出现了概念网状图。学生对于“人与动物的关系”都有自己的认识，但是这些认识是片面的、零碎的、点状的。概念图（如图1）以“人”为中心，用一些圆圈和直线串成一张有结构的网，帮助学生围绕中心概念做尽可能多的联想。首先将最具涵盖性的概念放在第一层，也就是从动物的作用“药品”“食物”“衣服”“科研”“服务”出发，将人与动物之间的关系进行分类和梳理，形成网状脉络，然后把提供这些用途的动物名称放在第二层，完成概念图。这样，学生就能把新旧知识之间的关系理清理顺。
思维导图是表达放射性思维的图形思维工具，它以关键词和图像为支架，帮助学生分析整理，促进思维扩散，使他们的归纳整理能力和想象能力得到提高，从而锻炼思维。在单元学习结束后，可以在复习时引入思维导图，引导学生利用思维导图建立完整的单元知识框架体系。如《光》单元的内容可以绘制成思维导图（如图2）。这样，可以帮助学生弄清楚概念以及它们之间内在的联系，理清学习思路，提高学习效率。
二、在表现性游戏中搭建思维支架
游戏是小学生认知世界的一种重要方式，是他们喜闻乐见的，它以非口头语言的模式来训练、量化和演绎推理，成为建构学生思维的工具。在游戏中搭建支架，让学生层层递进地思考，能对他们的思维进行显性化塑造，提升他们的思维品质。
《空气的热胀冷缩》一课有一个模拟空气“微粒”运动的游戏。在游戏中，学生扮演一个个空气微粒，模拟空气微粒的热运动，比较“空气微粒”安静时围成的圈子和剧烈运动时围成的圈子的大小。教学片段如下：
师：游戏结束了，同学们比较一下两个“空气微粒”圈子，有什么发现？
生：运动的时候我感觉很热。
师：还有别的吗？
生：我发现“空气微粒”安静时活动范围小，剧烈运动时活动范围大。
师：你能说一说这是为什么吗？
生：空气微粒运动慢的时候，相互之间的距离小，围成的圈子就小；空气微粒剧烈运动的时候，相互之间的距离增大，围成的圈子就大了。
师：现在谁能说一说物体的热胀冷缩和哪些因素有关？
生：和微粒的运动有关。
师：你能说得具体一点吗？前面的同学说了，运动的时候——
生：热！
生：空气微粒受冷时运动减慢，相互之间的距离小，围成的圈子就小；空气微粒受热时运动加快，相互之间的距离增大，围成的圈子就大了。
通过游戏体验，学生对空气的热胀冷缩有了比较形象的理解，在积极思考之后提出了自己的假说。以游戏为支架，学生的推理能力和想象力得以发展，思维得到训练，能把有意注意和无意注意有效地结合起来。
三、在生成性对话中搭建思维支架
作为协调人际关系、建构完善人格的手段，对话“超越了单纯意义的传递，具有重新建构意义、生成意义的功能”。科学课上，师生通过相互倾听与言说，能实现彼此的精神交流。教师在对话中的追问，能为学生搭建思维的支架，让他们进行深层次的思考。在《抵抗弯曲》一课中，教师和学生进行了以下对话：
师：同学们觉得纸的厚度和抵抗弯曲的能力之间是怎样的关系呢？
生：纸越厚，抵抗弯曲的能力越强。
师：谁来预测一下，一倍厚、两倍厚和四倍厚的纸分别能承受几个垫圈？
生：我觉得是一倍厚2个，两倍厚4个，四倍厚10个。
师：为什么这样预测，能说说你的理由吗？
生：我觉得纸越厚应该能承受越多的重量。原来是两个垫圈，两倍厚的纸承受的垫圈数也应该是原来的两倍，也就是4个，四倍厚就是10个垫圈。
师：你认为纸越厚，抵抗弯曲的能力越强。两倍厚比一倍厚多几个垫圈？
生：2个。
师：四倍厚比两倍厚多几个？
生：6个。
师：你是这样认为的，其他同学呢？
学生思考并说明了厚度与抵抗弯曲能力之间的关系，教师的追问“为什么这样预测，能说说你的理由吗？”，让学生说明垫圈数量变化的原因。而且教师从“多几个垫圈”入手，引导学生明确从2个到4个增加了“2”个，4个到10个增加了“6”个，“2”和“6”代表的是垫圈的个数，代表能够多承受2个、6个垫圈的重量。这一思维支架的搭建，使学生的关注点集中到了数据上，强化了他们的证据意识，为他们更全面、更深入地分析数据奠定了基础。
四、在实践性操作中搭建思维支架
科学教材中有许多让学生动手制作的内容，孩子们的思维在他们的作品中表露无遗。在制作过程中，教师应当搭建思维支架，帮助学生更好地完成作品。如《我的水钟》一课，教师要求学生用两个塑料瓶制成一个能计时10分钟的水钟。
师：同学们准备做一個什么类型的水钟呢？
生：我们准备做一个受水型水钟。准备两个饮料瓶，一个剪去上半部，另一个剪去下半部，并在瓶盖上钻一个小孔。
师：孔的大小有要求吗？
生：要不大不小的孔。孔太大了水会流得太快，太小了又流得太慢，都不利于计时。
师：说得很好，然后呢？
生：然后把两个瓶子组装起来，用表计时，在下面的瓶子上标出接水1分钟和5分钟的水位刻度。然后计算一下，依据水位推算时间，分别标出水流1到10分钟的时间刻度。
师：想一想我们四年级时做的雨量器，哪位同学来补充一下？
生：在标出时间刻度的时候，我们可以用纸条贴在瓶子上。
（学生小组合作制作并检验水钟的准确性。）
师：哪个小组的同学来展示一下水钟？
生：我们小组做的是受水型水钟。水钟在计时3分钟的时候水位刚好在刻度线上，7分钟的时候就不到刻度线了。我们觉得造成这个结果的原因是水越来越少，水流的速度减慢了。为了使水钟能够匀速滴水，我们把滴水装置换成了输液器中的滴漏（如图3）。同时，为了解决刻度不标准的问题，我们把水钟的刻度改成了钟面那样的圆盘形。这样，我们的水钟走时更准确了。计时的时候，上面瓶子里的水通过滴漏匀速地滴进下面的瓶子里。受水瓶里的水面上升，使浮标上升，浮标上升时锯齿带动指针转动，在钟面上显示出来。
“设计水钟”环节对学生的思维能力有较高的要求。教师依托教材内容，尽可能调动学生的原有认知，搭建思维支架，引导他们从“水钟的类型”“控制流水速度”“标注刻度”三个方面展开讨论，在此基础上建构水钟模型，最后完成水钟的制作。
浙江省开化县芹阳中心小学（324300）
一、用直观性图表搭建思维支架
图表是运用图文，把进入大脑形成思维中心、结点的信息之间的关系，通过相互隶属和相关的层级图表现出来的方法，也就是将中心主题的关键词与图像、颜色等之间建立记忆链接，形成一种可视化的思维图表。它体现了基础的思维框架，以图示或者图示组合等方式把原本不可见的思维路径、结构、方法及策略呈现出来，使思维清晰可见，是一种把思维显性化的方法。简单来说，就是使用图表可以分析问题、理清思路，使学生的思维得以显现，思维品质得以提升。
概念图是帮助学生在学习中搭建思维支架的好工具。概念图用节点表示概念，用连线表示概念间的关系，把一些相关联的概念形象地联接起来，为学生架构思维的桥梁，使他们清楚地看到各个概念之间的相互关联，促进意义学习的发生，从而使学习效率得到提高。
《生物多样性的意义》一课就出现了概念网状图。学生对于“人与动物的关系”都有自己的认识，但是这些认识是片面的、零碎的、点状的。概念图（如图1）以“人”为中心，用一些圆圈和直线串成一张有结构的网，帮助学生围绕中心概念做尽可能多的联想。首先将最具涵盖性的概念放在第一层，也就是从动物的作用“药品”“食物”“衣服”“科研”“服务”出发，将人与动物之间的关系进行分类和梳理，形成网状脉络，然后把提供这些用途的动物名称放在第二层，完成概念图。这样，学生就能把新旧知识之间的关系理清理顺。
思维导图是表达放射性思维的图形思维工具，它以关键词和图像为支架，帮助学生分析整理，促进思维扩散，使他们的归纳整理能力和想象能力得到提高，从而锻炼思维。在单元学习结束后，可以在复习时引入思维导图，引导学生利用思维导图建立完整的单元知识框架体系。如《光》单元的内容可以绘制成思维导图（如图2）。这样，可以帮助学生弄清楚概念以及它们之间内在的联系，理清学习思路，提高学习效率。
二、在表现性游戏中搭建思维支架
游戏是小学生认知世界的一种重要方式，是他们喜闻乐见的，它以非口头语言的模式来训练、量化和演绎推理，成为建构学生思维的工具。在游戏中搭建支架，让学生层层递进地思考，能对他们的思维进行显性化塑造，提升他们的思维品质。
《空气的热胀冷缩》一课有一个模拟空气“微粒”运动的游戏。在游戏中，学生扮演一个个空气微粒，模拟空气微粒的热运动，比较“空气微粒”安静时围成的圈子和剧烈运动时围成的圈子的大小。教学片段如下：
师：游戏结束了，同学们比较一下两个“空气微粒”圈子，有什么发现？
生：运动的时候我感觉很热。
师：还有别的吗？
生：我发现“空气微粒”安静时活动范围小，剧烈运动时活动范围大。
师：你能说一说这是为什么吗？
生：空气微粒运动慢的时候，相互之间的距离小，围成的圈子就小；空气微粒剧烈运动的时候，相互之间的距离增大，围成的圈子就大了。
师：现在谁能说一说物体的热胀冷缩和哪些因素有关？
生：和微粒的运动有关。
师：你能说得具体一点吗？前面的同学说了，运动的时候——
生：热！
生：空气微粒受冷时运动减慢，相互之间的距离小，围成的圈子就小；空气微粒受热时运动加快，相互之间的距离增大，围成的圈子就大了。
通过游戏体验，学生对空气的热胀冷缩有了比较形象的理解，在积极思考之后提出了自己的假说。以游戏为支架，学生的推理能力和想象力得以发展，思维得到训练，能把有意注意和无意注意有效地结合起来。
三、在生成性对话中搭建思维支架
作为协调人际关系、建构完善人格的手段，对话“超越了单纯意义的传递，具有重新建构意义、生成意义的功能”。科学课上，师生通过相互倾听与言说，能实现彼此的精神交流。教师在对话中的追问，能为学生搭建思维的支架，让他们进行深层次的思考。在《抵抗弯曲》一课中，教师和学生进行了以下对话：
师：同学们觉得纸的厚度和抵抗弯曲的能力之间是怎样的关系呢？
生：纸越厚，抵抗弯曲的能力越强。
师：谁来预测一下，一倍厚、两倍厚和四倍厚的纸分别能承受几个垫圈？
生：我觉得是一倍厚2个，两倍厚4个，四倍厚10个。
师：为什么这样预测，能说说你的理由吗？
生：我觉得纸越厚应该能承受越多的重量。原来是两个垫圈，两倍厚的纸承受的垫圈数也应该是原来的两倍，也就是4个，四倍厚就是10个垫圈。
师：你认为纸越厚，抵抗弯曲的能力越强。两倍厚比一倍厚多几个垫圈？
生：2个。
师：四倍厚比两倍厚多几个？
生：6个。
师：你是这样认为的，其他同学呢？
学生思考并说明了厚度与抵抗弯曲能力之间的关系，教师的追问“为什么这样预测，能说说你的理由吗？”，让学生说明垫圈数量变化的原因。而且教师从“多几个垫圈”入手，引导学生明确从2个到4个增加了“2”个，4个到10个增加了“6”个，“2”和“6”代表的是垫圈的个数，代表能够多承受2个、6个垫圈的重量。这一思维支架的搭建，使学生的关注点集中到了数据上，强化了他们的证据意识，为他们更全面、更深入地分析数据奠定了基础。
四、在实践性操作中搭建思维支架
科学教材中有许多让学生动手制作的内容，孩子们的思维在他们的作品中表露无遗。在制作过程中，教师应当搭建思维支架，帮助学生更好地完成作品。如《我的水钟》一课，教师要求学生用两个塑料瓶制成一个能计时10分钟的水钟。
师：同学们准备做一個什么类型的水钟呢？
生：我们准备做一个受水型水钟。准备两个饮料瓶，一个剪去上半部，另一个剪去下半部，并在瓶盖上钻一个小孔。
师：孔的大小有要求吗？
生：要不大不小的孔。孔太大了水会流得太快，太小了又流得太慢，都不利于计时。
师：说得很好，然后呢？
生：然后把两个瓶子组装起来，用表计时，在下面的瓶子上标出接水1分钟和5分钟的水位刻度。然后计算一下，依据水位推算时间，分别标出水流1到10分钟的时间刻度。
师：想一想我们四年级时做的雨量器，哪位同学来补充一下？
生：在标出时间刻度的时候，我们可以用纸条贴在瓶子上。
（学生小组合作制作并检验水钟的准确性。）
师：哪个小组的同学来展示一下水钟？
生：我们小组做的是受水型水钟。水钟在计时3分钟的时候水位刚好在刻度线上，7分钟的时候就不到刻度线了。我们觉得造成这个结果的原因是水越来越少，水流的速度减慢了。为了使水钟能够匀速滴水，我们把滴水装置换成了输液器中的滴漏（如图3）。同时，为了解决刻度不标准的问题，我们把水钟的刻度改成了钟面那样的圆盘形。这样，我们的水钟走时更准确了。计时的时候，上面瓶子里的水通过滴漏匀速地滴进下面的瓶子里。受水瓶里的水面上升，使浮标上升，浮标上升时锯齿带动指针转动，在钟面上显示出来。
“设计水钟”环节对学生的思维能力有较高的要求。教师依托教材内容，尽可能调动学生的原有认知，搭建思维支架，引导他们从“水钟的类型”“控制流水速度”“标注刻度”三个方面展开讨论，在此基础上建构水钟模型，最后完成水钟的制作。
浙江省开化县芹阳中心小学（324300）