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在小学科学教学中，教师是否站在儿童的立场、做“儿童的科学”，是评价科学课优劣的重要标准，具体表现为：能在充分体现科学特质的同时，也符合儿童的年龄特征和心理发展的需要。由于儿童认知发展和思维水平存在局限性、主观性、片面性、无意识和缺乏逻辑性等特点，真正要做“儿童的科学”，需要教师在教学过程中发挥好促进者的作用，教师对学生学习的及时助力也常被称为搭建学习支架。
本文我将结合个人实际教学，围绕搭建生动的情境支架和简约的材料支架，谈一谈对科学概念建构的一些看法。
搭建生动的情境支架，把握科学概念建构的“生长点”
关于“星空”和“生锈”的内容，教材中设计的聚焦研究问题的板块，所呈现的情境往往缺乏直观性、现场感，要么是枯燥的文字记录，要么是遥不可及的宇宙话题，都是学生难以近距离“触摸”与感知的。像这样对学生来说缺乏吸引力的内容，不利于他们对于相关主题的自然“卷入”，更不利于他们主动提出科学问题。因此，教师要尽力为学生营造更为直观生动的情境，让学生沉浸其中，从而引领他们明确科学探究的方向，把握住科学概念建构的“生长点”。
1.创设真实情境，引导自然卷入
义务教育小学科学课程标准在教学活动建议中提出，为了培养学生的科学素养，教师要为学生提供多样化的學习机会，如探究的机会、综合运用知识解决实际问题的机会等，教师应该培养学生在真实情境中解决问题的能力。
在执教“星空”内容前，我了解到：对于星和星座，学生并不陌生，星是经常可以看到的，星座也早已通过各种途径有了一定的“认识”。但对星座的这种“认识”大多局限于一些星座的名称，如黄道十二星座，有的学生还能说出一大串名称来，有的学生所知道的星座是与人的生日、性格有关系的。而对于星座的真正含义、星座的特征，学生知之甚少。
我在执教这一课时，考虑到白天上课，学生的状态很难自然地进入相关的氛围中，就利用激光星空手电筒照射天花板，营造了一个仿真的“星空天幕”，然后让学生说说以前看到过的星是怎样的。在这样的仿真氛围中，学生参与积极，说到了自己看到过的星有许多，以及它们有大有小、有亮有暗、分布不均匀、相互间距离不变（用转动变换激光星空手电筒的一端随意变动“星”的位置来提示学生，实际看到的星不是像这样乱跑的，相互间的距离是不变的）等特点。随后，我组织学生用记号笔在纸上画一画自己看到过的星，要求体现刚才说的那些特点。每个学生都饶有兴趣地画出了一些大小不同、浓淡不一、分布有疏有密的圆点（星）。再引导学生发现有些“亮星”可以通过想象连成不同的形状，并连出了风筝、鱼、飞鸟等图形，这其实是在对人类（古人）划分星空区域、认识恒星等活动的复演。
2.创设直观情境，丰富感性经验
小学生的科学学习主要是以直接经验为基础的，直接经验就是可以直接观察的或是日常生活中经常接触的经验。如果是日常生活中经常接触的，那就可以在学生原有的基础上进行建构。如果学生没有这样的直接经验，教师就要为他创设一种可以直接观察的情境，让学生在这种直观的情境中获得丰富的感性认识，把这种经验作为建构科学概念的起点。
在执教“生锈”的内容时，学生分别对“铁生锈可能与空气有关”和“铁生锈可能与水有关”这两种假设进行了研究，他们设计了“水和空气”“水和食用油”“空气和食用油”这三组不同环境中铁钉变化的对比实验，并利用一周的时间进行观察与记录。在这个过程中我发现：学生在开展这个活动时不太方便将各自的实验材料带进课堂，而仅仅围绕各自文字的记录，他们的学习兴趣并不浓，且大多只能得出“铁生锈与水有关”的结论，得不出“铁生锈是水和空气共同作用的结果”这一结论。
为了解决学生在此环节没有直观材料可观察的问题，我把对比实验改在学校进行，分别把铁钉放在水中、油中或空气中，其余的条件均保持不变，一周后，学生就有了可以直观感知的材料。每天观察都能发现一些变化的材料，很容易使学生得出“铁生锈与水有关”的结论。至于“铁生锈与空气有关”的结论，由于一周时间不够，我便提供了上一届学生的实验材料，学生看到：在水中放了一年时间的铁钉生锈得很严重，在空气中的铁钉生锈也很明显，由此得出“铁生锈与空气也有关”的结论。他们最终认识到“铁生锈是水和空气共同作用的结果”。
搭建简约的材料支架——提供科学概念建构的“支撑点”
材料是学生解决科学问题、获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。小学生的综合与分析能力还比较差，对感知对象的局部和整体性把握还不够统一，对事物的感知往往凭直觉，这使得他们所能认识和理解的也往往局限于自己可以动手操作的具体事物。所以，教师应从学生的角度来审视与设计实验材料，为学生搭建简约的学习支架，即在教学中尽量排除一些不必要的障碍，去粗取精，精心选择“适性、适量、适度”的活动材料，引导学生花更多时间去体验、去探究、去发现，通过亲身实践搜集基于事实的可靠证据，为科学概念的建构提供有力的“支撑点”，实现从操作经验到理性认识的顺利发展。
1.选择“适性”的材料，控制无关变量
这里说的“适性”，指的是实验材料的科学性问题，这是由小学科学的学科性质决定的。表现在具体的教学活动中，教师可以通过有效控制无关变量来增强材料的科学性，让学生观察到所要观察的现象，发现所要发现的规律。
在执教“星空”内容时，学生用纸板模拟天空，在上面打7个小孔，分别悬挂7个橡皮泥小球模拟星星，让这些橡皮泥小球在纸板上的位置不同，有的离我们远，有的离我们近。然后用强光从侧面照射小球，看其在屏幕上的影子，将它们画下来。学生会画下许多不同的图形，但只有光从模型的一个侧面照射时才会构成勺子形状，也就是常见的北斗七星图像。学生通过打孔、挂线、吊小球和侧光照射的制作过程明白：组成北斗七星的星体离我们有远有近;北斗七星的形状是我们从地球这一个角度所看到的情况，如果从宇宙中其他的角度来看，它们的形状会不相同;在转动模型的过程中，我们看到的七颗星不同的图形，就如同我们坐着宇宙飞船绕这七颗星转动一周所看到的不同景象;天空中的星星离我们也是有远有近的。 经过仔细思考，我发现这个探究存在一个问题：用橡皮泥小球来模拟星星并用强光从侧面照射看其影子得到北斗七星的图像，与实际情况相差太大。星座的图像是因为这些星离我们太远而没有三维空间的感觉而已，用投影的方式来得到平面图像的处理，其实是进入了一个为现象而现象的误区，没有关注到学生的实际认知水平，给学生的思维设置了障碍，增加了许多无关的变量，也就增加了学生建构星座概念的难度。
因此，我在此基础上做了一些改进，在组织学生观察星座模型时，让学生手拿明胶片和记号笔，把在不同的位置观察到的每颗“星”的位置直接描画在明胶片上，这样既能消除教材设计的侧面打光的烦琐操作，又能在明胶片上直接得到不同的图形。学生发现了“从不同的侧面观察星座得到的形状不同”和“相对的两个位置得到的图形正好相反”等现象，有效建构了“星座”的科学概念。
2.选择“适量”的材料，聚焦實验现象
科学探究的过程就是一个发现问题和解决问题的过程。科学教师虽然认同“材料引起学习，材料引起活动”，但是，一节课短短40分钟，能够做的事情也是有限的。所以，操作材料并不是越多越好，教师要精选出适量的材料，引导学生通过亲身实践发现实验现象，并对直观的实验现象进行思维加工，从而获得正确的认识。
在执教“生锈”的内容时，我通过把铁钉放置在不同的环境中的对比实验，让学生发现铁钉在水和空气共同作用的环境中更容易生锈，从而为理解人们在日常生活中怎样防止与减缓生锈提供思维的基础。由于原活动中的实验材料存在过多过杂的问题，在探究过程中，学生虽然使用了一堆材料，但他们的认识仅是停留在“铁在潮湿的地方容易生锈”（即“铁生锈与水有关”）和“铁在有盐的地方容易生锈”这两个概念上，很难达到“铁在水和空气共同作用的环境中容易生锈”这一层次。
于是，我将活动材料进行了简化：把同一枚铁钉放在有一半水的试管中，因为这个试管内的环境就同时存在“空气多”（铁钉上部，空气中，1号位置）、“水多”（铁钉下部，水中，3号位置）与“空气和水都较多”（铁钉中部，水面处，2号位置）三个不同的变量（如图1）。学生可以很清楚地看到2号位置的铁钉生锈最严重，也就很容易得出“铁在水和空气共同作用的环境中容易生锈”这一结论了。
3.选择“适度”的材料，降低操作难度
教师在考虑材料支架的适性、适量的同时，也要关注材料的适度特点，即操作难度要适合学生的年龄特征，也就是要了解相关年龄段的学生的操作技能如何。在能有效控制无关变量的前提下，为学生选择一些操作简便的材料，并不是在降低实验要求，而是根据学生的实际情况去简化比较烦琐的操作过程，为学生腾出更多的时间去研究“为什么”“怎么样”的问题，让他们通过亲身实践发现实验现象，将直观的实验现象转化为思维的“材料”，以此来促进思维的发展。
在执教“星空”内容时，我对之前建模活动的材料进行了改进：去掉了对于学生来说花时间较多的穿线与打结以及用投影仪打一束侧光的操作，解决了观察时小球不停晃动的干扰，仅用竹签、橡皮泥和泡沫板建模，使原先的“悬吊式星座”变为“扦插式星座”。竹签的长短和泡沫板的大小均根据教材要求设计，并提前给竹签编号。在课堂上，学生只需把橡皮泥小球置于竹签的一端，把竹签按序号扦插在相应的位置，就呈现出一个离观察者远近不同的立体的“星座”。
该实验的改进拉近了模拟实验与实际现象的距离，操作简单、现象明显、趣味性强，为他们在头脑中形成星座的概念打下了坚实的基础。学生由此认识到，星座是人类认识星空的产物，是人们约定俗成的，并非神话传说中所谓的神仙或其他动物的塑像，更不能决定人的命运等，所以，这个建模活动对学生树立正确的星座观相当必要。
通过以上阐述，我们会发现：学习支架的生动、简约其实与“有效”这一要求是如影随形的。在日常教学中，有效的学习支架可以体现在多个方面，如除了情境与材料以外，教学设计、教学语言、汇报交流等的有效。不管采用什么样的支架式教学策略，始终都要把“学生在科学课堂上获得了怎样的发展”“学生是如何进行学习的”“在这个过程中教师是如何促进学生学习的”等问题作为重要的关注点，从而更好地助力学生有效建构科学概念。
本文我将结合个人实际教学，围绕搭建生动的情境支架和简约的材料支架，谈一谈对科学概念建构的一些看法。
搭建生动的情境支架，把握科学概念建构的“生长点”
关于“星空”和“生锈”的内容，教材中设计的聚焦研究问题的板块，所呈现的情境往往缺乏直观性、现场感，要么是枯燥的文字记录，要么是遥不可及的宇宙话题，都是学生难以近距离“触摸”与感知的。像这样对学生来说缺乏吸引力的内容，不利于他们对于相关主题的自然“卷入”，更不利于他们主动提出科学问题。因此，教师要尽力为学生营造更为直观生动的情境，让学生沉浸其中，从而引领他们明确科学探究的方向，把握住科学概念建构的“生长点”。
1.创设真实情境，引导自然卷入
义务教育小学科学课程标准在教学活动建议中提出，为了培养学生的科学素养，教师要为学生提供多样化的學习机会，如探究的机会、综合运用知识解决实际问题的机会等，教师应该培养学生在真实情境中解决问题的能力。
在执教“星空”内容前，我了解到：对于星和星座，学生并不陌生，星是经常可以看到的，星座也早已通过各种途径有了一定的“认识”。但对星座的这种“认识”大多局限于一些星座的名称，如黄道十二星座，有的学生还能说出一大串名称来，有的学生所知道的星座是与人的生日、性格有关系的。而对于星座的真正含义、星座的特征，学生知之甚少。
我在执教这一课时，考虑到白天上课，学生的状态很难自然地进入相关的氛围中，就利用激光星空手电筒照射天花板，营造了一个仿真的“星空天幕”，然后让学生说说以前看到过的星是怎样的。在这样的仿真氛围中，学生参与积极，说到了自己看到过的星有许多，以及它们有大有小、有亮有暗、分布不均匀、相互间距离不变（用转动变换激光星空手电筒的一端随意变动“星”的位置来提示学生，实际看到的星不是像这样乱跑的，相互间的距离是不变的）等特点。随后，我组织学生用记号笔在纸上画一画自己看到过的星，要求体现刚才说的那些特点。每个学生都饶有兴趣地画出了一些大小不同、浓淡不一、分布有疏有密的圆点（星）。再引导学生发现有些“亮星”可以通过想象连成不同的形状，并连出了风筝、鱼、飞鸟等图形，这其实是在对人类（古人）划分星空区域、认识恒星等活动的复演。
2.创设直观情境，丰富感性经验
小学生的科学学习主要是以直接经验为基础的，直接经验就是可以直接观察的或是日常生活中经常接触的经验。如果是日常生活中经常接触的，那就可以在学生原有的基础上进行建构。如果学生没有这样的直接经验，教师就要为他创设一种可以直接观察的情境，让学生在这种直观的情境中获得丰富的感性认识，把这种经验作为建构科学概念的起点。
在执教“生锈”的内容时，学生分别对“铁生锈可能与空气有关”和“铁生锈可能与水有关”这两种假设进行了研究，他们设计了“水和空气”“水和食用油”“空气和食用油”这三组不同环境中铁钉变化的对比实验，并利用一周的时间进行观察与记录。在这个过程中我发现：学生在开展这个活动时不太方便将各自的实验材料带进课堂，而仅仅围绕各自文字的记录，他们的学习兴趣并不浓，且大多只能得出“铁生锈与水有关”的结论，得不出“铁生锈是水和空气共同作用的结果”这一结论。
为了解决学生在此环节没有直观材料可观察的问题，我把对比实验改在学校进行，分别把铁钉放在水中、油中或空气中，其余的条件均保持不变，一周后，学生就有了可以直观感知的材料。每天观察都能发现一些变化的材料，很容易使学生得出“铁生锈与水有关”的结论。至于“铁生锈与空气有关”的结论，由于一周时间不够，我便提供了上一届学生的实验材料，学生看到：在水中放了一年时间的铁钉生锈得很严重，在空气中的铁钉生锈也很明显，由此得出“铁生锈与空气也有关”的结论。他们最终认识到“铁生锈是水和空气共同作用的结果”。
搭建简约的材料支架——提供科学概念建构的“支撑点”
材料是学生解决科学问题、获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。小学生的综合与分析能力还比较差，对感知对象的局部和整体性把握还不够统一，对事物的感知往往凭直觉，这使得他们所能认识和理解的也往往局限于自己可以动手操作的具体事物。所以，教师应从学生的角度来审视与设计实验材料，为学生搭建简约的学习支架，即在教学中尽量排除一些不必要的障碍，去粗取精，精心选择“适性、适量、适度”的活动材料，引导学生花更多时间去体验、去探究、去发现，通过亲身实践搜集基于事实的可靠证据，为科学概念的建构提供有力的“支撑点”，实现从操作经验到理性认识的顺利发展。
1.选择“适性”的材料，控制无关变量
这里说的“适性”，指的是实验材料的科学性问题，这是由小学科学的学科性质决定的。表现在具体的教学活动中，教师可以通过有效控制无关变量来增强材料的科学性，让学生观察到所要观察的现象，发现所要发现的规律。
在执教“星空”内容时，学生用纸板模拟天空，在上面打7个小孔，分别悬挂7个橡皮泥小球模拟星星，让这些橡皮泥小球在纸板上的位置不同，有的离我们远，有的离我们近。然后用强光从侧面照射小球，看其在屏幕上的影子，将它们画下来。学生会画下许多不同的图形，但只有光从模型的一个侧面照射时才会构成勺子形状，也就是常见的北斗七星图像。学生通过打孔、挂线、吊小球和侧光照射的制作过程明白：组成北斗七星的星体离我们有远有近;北斗七星的形状是我们从地球这一个角度所看到的情况，如果从宇宙中其他的角度来看，它们的形状会不相同;在转动模型的过程中，我们看到的七颗星不同的图形，就如同我们坐着宇宙飞船绕这七颗星转动一周所看到的不同景象;天空中的星星离我们也是有远有近的。 经过仔细思考，我发现这个探究存在一个问题：用橡皮泥小球来模拟星星并用强光从侧面照射看其影子得到北斗七星的图像，与实际情况相差太大。星座的图像是因为这些星离我们太远而没有三维空间的感觉而已，用投影的方式来得到平面图像的处理，其实是进入了一个为现象而现象的误区，没有关注到学生的实际认知水平，给学生的思维设置了障碍，增加了许多无关的变量，也就增加了学生建构星座概念的难度。
因此，我在此基础上做了一些改进，在组织学生观察星座模型时，让学生手拿明胶片和记号笔，把在不同的位置观察到的每颗“星”的位置直接描画在明胶片上，这样既能消除教材设计的侧面打光的烦琐操作，又能在明胶片上直接得到不同的图形。学生发现了“从不同的侧面观察星座得到的形状不同”和“相对的两个位置得到的图形正好相反”等现象，有效建构了“星座”的科学概念。
2.选择“适量”的材料，聚焦實验现象
科学探究的过程就是一个发现问题和解决问题的过程。科学教师虽然认同“材料引起学习，材料引起活动”，但是，一节课短短40分钟，能够做的事情也是有限的。所以，操作材料并不是越多越好，教师要精选出适量的材料，引导学生通过亲身实践发现实验现象，并对直观的实验现象进行思维加工，从而获得正确的认识。
在执教“生锈”的内容时，我通过把铁钉放置在不同的环境中的对比实验，让学生发现铁钉在水和空气共同作用的环境中更容易生锈，从而为理解人们在日常生活中怎样防止与减缓生锈提供思维的基础。由于原活动中的实验材料存在过多过杂的问题，在探究过程中，学生虽然使用了一堆材料，但他们的认识仅是停留在“铁在潮湿的地方容易生锈”（即“铁生锈与水有关”）和“铁在有盐的地方容易生锈”这两个概念上，很难达到“铁在水和空气共同作用的环境中容易生锈”这一层次。
于是，我将活动材料进行了简化：把同一枚铁钉放在有一半水的试管中，因为这个试管内的环境就同时存在“空气多”（铁钉上部，空气中，1号位置）、“水多”（铁钉下部，水中，3号位置）与“空气和水都较多”（铁钉中部，水面处，2号位置）三个不同的变量（如图1）。学生可以很清楚地看到2号位置的铁钉生锈最严重，也就很容易得出“铁在水和空气共同作用的环境中容易生锈”这一结论了。
3.选择“适度”的材料，降低操作难度
教师在考虑材料支架的适性、适量的同时，也要关注材料的适度特点，即操作难度要适合学生的年龄特征，也就是要了解相关年龄段的学生的操作技能如何。在能有效控制无关变量的前提下，为学生选择一些操作简便的材料，并不是在降低实验要求，而是根据学生的实际情况去简化比较烦琐的操作过程，为学生腾出更多的时间去研究“为什么”“怎么样”的问题，让他们通过亲身实践发现实验现象，将直观的实验现象转化为思维的“材料”，以此来促进思维的发展。
在执教“星空”内容时，我对之前建模活动的材料进行了改进：去掉了对于学生来说花时间较多的穿线与打结以及用投影仪打一束侧光的操作，解决了观察时小球不停晃动的干扰，仅用竹签、橡皮泥和泡沫板建模，使原先的“悬吊式星座”变为“扦插式星座”。竹签的长短和泡沫板的大小均根据教材要求设计，并提前给竹签编号。在课堂上，学生只需把橡皮泥小球置于竹签的一端，把竹签按序号扦插在相应的位置，就呈现出一个离观察者远近不同的立体的“星座”。
该实验的改进拉近了模拟实验与实际现象的距离，操作简单、现象明显、趣味性强，为他们在头脑中形成星座的概念打下了坚实的基础。学生由此认识到，星座是人类认识星空的产物，是人们约定俗成的，并非神话传说中所谓的神仙或其他动物的塑像，更不能决定人的命运等，所以，这个建模活动对学生树立正确的星座观相当必要。
通过以上阐述，我们会发现：学习支架的生动、简约其实与“有效”这一要求是如影随形的。在日常教学中，有效的学习支架可以体现在多个方面，如除了情境与材料以外，教学设计、教学语言、汇报交流等的有效。不管采用什么样的支架式教学策略，始终都要把“学生在科学课堂上获得了怎样的发展”“学生是如何进行学习的”“在这个过程中教师是如何促进学生学习的”等问题作为重要的关注点，从而更好地助力学生有效建构科学概念。