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“支架”一词，原意指建筑行业中的“脚手架”，是建筑工人所使用的能够为他们建筑房子或修缮建筑物时提供支撑的暂时性平台。在教学中，“学习支架”是指教师根据最近发展区理论，对复杂的问题通过建立“脚手架”式的框架，使学生能够沿着它逐步攀升，从而完成对概念的意义建构。心理学研究证明：儿童的思维是从动手开始的，切断活动与思维的联系，思维就不能发展。因此，在教学中教师要为学生搭建好“活动式学习支架”，帮助学生合理有效地运用工具和资料，让学生通过充分体验获得更多的直接经验，从而有效地帮助学生建立完整的知识结构和概念体系，并做到真正理解。
下面，以笔者执教的《北极星“不动”的秘密》（以下简称《北极星》）和《证明地球自转》（以下简称《证明》）两课为例谈一些粗浅的想法。
一、基于学生实际，搭建长时活动式支架
客观存在的观察障碍、实际感性体验的缺乏、空间结构的运动性和大尺度等因素，造成了学生学习“地球和宇宙”内容的学习障碍。因此，在教学中，教师要从学生的实际经验出发，让学生通过长时、充分的体验来获得丰富的感性经验。
1.课前调查，了解学生已有经验
浩瀚的星空，神秘的宇宙，给人以无限遐想。由于居住环境限制、电子产品普及和学习任务繁重等原因，学生虽然知道许多关于星空、星座的碎片化知识，但真正能抬头仰望星空的机会非常少。因此，在教学《北极星》一课前，笔者设计了这样几个问题进行调查（请学生在符合的情况后面画“√”）：
（1）我没有听说过北极星。
（2）我听说过北极星，知道它在天空中的大概位置是在北方，但不知道它在天空的确切位置。
（3）我听说过北极星，知道它今晚在天空的确切位置。
（4）我知道北极星的很多事情，如 。
统计显示：对于北极星，每个学生都听说过并知道它在天空中的北方，但只有5%的学生表示能指出它的确切位置，个别学生提到了北极星在天空的中心点位置，一些学生估计已经预习过教材，他们认为：所有星星围绕北极星转、北极星的位置不会变、北极星在地轴附近、北斗七星绕着北极星转、利用北极星可以看时间、北极星其实会动的；还有个别学生提到了北极星的样子像勺子、北极星是天空中最亮的。可见，学生对北极星的了解基本上停留在“听说”的层面，而没有真正观察过北极星，要让他们以这样的学习基础，根据“人们观星时发现北极星的位置好像始终没有变化”来试着解释其中的秘密，是有难度的。
《证明》一课的课前调查问题是：我知道地球是 的（选填“不动”或“运动”），我的依据是 。并请填“运动”的同学，在旁边用简单的图或文字表示地球是怎样运动的。调查结果显示：每个学生都知道地球是运动的，近20%的学生写出了合理的依据，如白天与黑夜、日出日落、太阳与月亮的出现等；80%的学生回答不出合理的解释，其中52%的学生写依据时只是重复了对运动的描述；7%的学生是看课外书知道的；20%的学生说“不知道”“是猜的”。
2.长时体验，丰富学生感性经验
猜想和假设是学生进行科学探究活动的重要组成部分，依据事实进行有根据地猜想能够培养学生的理性思维。“地球与宇宙”板块的很多事实，都不是学生亲见过的，这就给他们有依据地猜想带来了难度。
《北极星》一课在整个单元中具有承上启下的重要作用，前面的《昼夜交替现象》《证明地球在自转》《谁先迎来黎明》三课中探讨的“地球自转”与“自转的方向”是本课学习的基础，本课中的“地轴始终倾斜指向北极星”又是后面《为什么一年有四季》《极昼和极夜的解释》两课的学习基础。由于学生的日常生活中基本没有对“北极星不动”现象进行观察的直接生活经验，星星在天空中位置变化如何？北极星如何不动？这些问题对他们来说是含糊不清的。因此，在本课学习中，笔者为学生创设了直观、动态、仿真的观察体验情境，丰富学生的感性认识，让他们在精心设计的情境中提出问题与假设，并能通过模拟实验证明北极星处在地轴的延长线上，在体验中感受到地轴是倾斜的，从而发展他们对地球自转的认识。
在这一课的开始，笔者是这样安排长时体验活动的：教师出示无地轴的地球仪，让学生说说地球是怎么自转的，再让他们合作模拟地球自西向东自转，每个小组中一个学生站在转盘上，两个学生举起自制的“星空”板，一个学生慢慢转动转盘，其余学生记录体验者口述的发现。在充分的体验中，学生知道了“地球自转是绕着地轴进行的”，观察了“地球自转时周圍景物向反方向转动”，发现了“中间有一颗星不动，周围的星绕着这颗星慢慢转动”等现象。然后迁移到“地球自转时，北极星不动”这一自然现象，并为研究这一现象背后隐含的关于地球自转的秘密打下了坚实的感性基础。
二、基于教学内容，搭建简约活动式支架
简约的课堂，不是简单的课堂，应当是关注学生如何学习、体现了以生为本思想的高效课堂。
1.优化材料，让实验更简约
学生做出猜测或提出假设后，为验证这些假设的可靠性，就要收集证据。在科学课上，用于验证假设的实验材料并不是越多越好，也不是越好玩越好，教师应该从学生的角度来审视与设计每一件材料，选择那些具有典型性和科学性、操作简便、现象明显的材料，有效控制无关变量，引导学生通过亲身实践聚焦实验现象，并进行思维加工，从而在对材料的探索过程中获取对事物的正确认识。
（1）改进学习方式，创造实验条件
《证明》一课，教材提供史实资料，引导学生理解“傅科摆是怎样证明地球自转的”。教学中常用的方法是：先组织学生阅读资料，再用一些问题引导学生思考（如“傅科摆是怎样特殊的摆？”“傅科摆摆动后发生了什么现象？”“为什么说人们亲眼看到了地球的自转？”）但是，仅仅通过阅读加研讨的方式来理解傅科摆的原理，对学生来说难度较大，有些成年人甚至都会感到困难。笔者参考傅科当年的实验操作，让学生采用分组模拟实验的形式进行学习。具体方法是：在金属球（实心健身球）下焊接了一枚小铁钉，用花盆托盘装上细沙。实验时，学生只需把沙盘放在底板上，让钉尖刚好碰到沙面，让摆摆动起来（如图1）。学生会亲眼看到钉尖在沙面画出的清晰痕迹，即傅科当年在教堂里的实验场景，大大降低了学习的难度。
图1 铁钉在沙面上留下的痕迹
（2）改进实验器材，降低操作难度
在《证明》一课中，第一环节是让学生通过观察，认识“摆具有保持摆动方向不变的特点”。我在教学中发现：要想得到理想的实验效果，本实验中的摆绳要长、摆锤要重、底盘要能灵活转动，而符合这些要求的材料并不多，我们一般用教材推荐的方法：用铁架台做支架，把挂摆的横杆移到上端，但这样做会让支架头重脚轻、不太稳固，把它放到圆盘上做实验会让学生手忙脚乱、影响观察。于是，我对实验器材进行了改进：用自制的“门”字形金属框架做支架，用网购的餐桌转盘做转动轨道，用圆形木板做底盘，用网购的实心金属健身球做摆锤，把它们组装在一起做成一个可以整体转动的支架，其稳定性就大大提高了，也便于操作。
（3）排除无关变量，凸显实验现象
在《证明》一课中，第二环节的“傅科摆”是要学生理解“这个特殊的摆是可以直接证明地球在自转的”，这是本课的难点。而知道“摆的摆动方向不变”特点是理解“傅科摆为什么能证明地球自转”的基础，所以，第一环节的实验必须保证成功。但是，教材推荐的“将铁架台和摆一起放在一个圆底盘上”这个操作，旁边并没有详细说明，只是附了插图提示。像教材提示那样组装、转动后，摆所在的位置其实并不在转动轴上，而是绕着铁架台支柱转动，导致学生会观察到：刚开始还在面前摆动的摆，过了一会儿在别的地方摆动了。这个现象会让学生误以为是摆动方向在改变，后面的推理活动也就难以进行了。笔者在改进后的装置中，把摆设在底板圆心的上方，让摆的纵轴线与转动轴完全重合，保证了实验结果的正确有效，为“探究——研讨”教学方法的实施扫清了障碍，教师可以大胆放手让学生进行分组实验，引导他们综合运用观察法、小组合作法等学习方法去自主发现：在摆动过程中，摆的摆动方向基本不变。
2.显性呈现，让表达更简约
人类探究地球运动特点的过程是一个不断地寻找证据的过程。本单元就是引导学生对地球的运动进行系统、持续和细致的探究，让他们通过观察、模拟实验、收集资料等多种途径和方法，收集有关证据。在对这些证据进行表述，尤其是涉及空间位置时，学生常会因地球运动的动态性和相对性而表述不清。此时，充分运用图表、符号等的形象化特点，可以让学生更高效地进行表达与交流。学生可以通过进一步分析、比较和概括，全面、准确地把握学习内容的核心和实质所在，从而实现有意义的建构，发展抽象思维能力。
如《证明》一课中研究“摆的摆动方向偏转是什么引起的”这一科学问题时，我为学生设计的记录单只是几个圆圈，让学生画出摆在摆动时留下的痕迹。这种方法和文字描述相比，更接近实际情况，节省了学生记录实验现象的时间。以下是学生在实验中观察到的现象和他们的记录（如图2），在展示交流中，学生不难得出“支架不转动，摆的摆动方向基本不变；支架转动，摆的方向会改变”的实验结论。
3.深入浅出，让推理更简约
《证明》一课中，学生学习“傅科摆是怎样证明地球自转的”这一内容有难度的原因主要有两个：
一是要通过转换空间视角来观察思考。从宇宙视角（即地球外的角度）来看，摆的方向是没有变化的，这其实是摆的惯性使然。从地球视角（即地面上人的角度）来看，摆的方向看起来又是变化的。
二是这个问题隐含着相对运动的原理，人们看见摆在缓慢转动，其实是地球上的观察者以为地球不动后看到的相对运动现象。五年级学生的思维发展还处于形象思维占主导、抽象思维比较薄弱的阶段，他们的空间想象能力还很弱，既要转换空间视角来思考，又要运用相对运动原理来推理，对他们来说确实是一个挑战。
我在学生模拟实验后，组织学生对观察结果进行了梳理：支架不转动，沙面上不会留下摆摆动偏转的痕迹；支架转动，沙面上会留下摆摆动偏转的痕迹。以此为基础引导学生推理：如果地球不转动，沙面上不会留下摆摆动偏转的痕迹；如果地球自转，沙面上会留下摆摆动偏转的痕迹。现在，人们看到了摆的摆动方向慢慢偏转的痕迹，说明地球在自转。
在这个环节的教学中，我特别提醒学生转动时要非常缓慢。这样，学生在前面有体验，这里又有推理的过程，就大大降低了他们理解的难度，也就突破了本课的教学难点。
三、基于现代技术，搭建拓展活动式支架
课堂是进行教学活动的最主要的场所，但并不是唯一的。比如《北极星》一课，如果不组织学生开展室外的观星活动，他们即使在课堂上通过探究知道了概念、明白了原理，还是很难保证在夜晚的天空能顺利找到北极星与北斗七星，对相关内容的理解也不可能到位。所以，我们不能将学生学习的场所固定在课堂上，而应该结合教学内容，积极组织各种户外观察活动，使户外活动成为课内教学的有益补充。
现代科学技术迅速发展的今天，恰当地利用一些软件技术辅助教学，可以引领学生更好地开展课外观察活动，调动他们学习的主动性和积极性。我近几年使用过多款辅助观察的软件，引导学生在“宇宙”内容的课外观察中发挥了积极的作用。
1.利用电脑桌面运行，获得逼真的观察情境
（1）Stellarium（虚拟天文馆）
这是一个免费开源的桌面虚拟天文馆软件，它使用opengl对星空进行实时渲染，在电脑桌面上生成一片虚拟3D天空（如图3）。用戶安装此软件后，通过输入经纬度，设置所在地的地理位置，就可以获得抬头用肉眼看或用天文望远镜看一致的星空效果。利用拖拽、滚动滚轮的功能，可以寻找和放大星体；使用鼠标和键盘可以转动、放大或缩小天幕；通过调整时间，可以再现或预测不同季节的天空，甚至可以观察到太阳系的运动、星座运动、月相变化、日食过程等。由于这款软件需要一定的操作技术，所以更适合教师上课时进行演示，当然，对于有条件的学生和家长来说，能尝试也是一件极有成就感的事情。 （2）立体星图（免安装软件）
相比于Stellarium，“立体星图”的界面虽然不如它丰富生动，但操作更加简便（如图4）。通过这个软件也能够比较直观地了解星空，理解各种星体的运行规律。对于学生来说，里面的亮星名称、星座连线、星座故事都是极有吸引力的。对这款软件的操作，每个学生都能胜任，能使他们在活动中加深对宇宙和星空的认识，都有机会逐渐成为会真正“看门道”的天文爱好者。
2.利用智能手机运行，获得随时的观察提示
智能手机上的星空软件，主要依赖手机内建的全球卫星定位系统（GPS）及加速器，能精确地利用观察者所在位置，包括所面对的方向、手机倾向何方等，显示当前所在位置的星空图，而且星空图还会随着人的运动而变化。这样的与现实一致的星空图，可以让观察者在天空中快速定位到想找的目标。
（1）谷歌星空（安卓系统）
谷歌星空（Google Sky Map）是谷歌推出的一款星空观测应用软件，它如同一个微型的天文望远镜，带人仰望星空，探寻宇宙的奥妙。利用谷歌星空可查看各种天体，包括星体、星座、星系、行星和月球，允许用户自由设定显示哪些天体。
（2）星空精简版（苹果系统）
这是一款由能与IPhone、IPad和IPod touch兼容的的软件，该软件显示的星空视图，不仅色彩绚丽，还带有动画和迄今最详尽的恒星、卫星、行星及太空深处星体的信息（如图5）。观察者可以在环球旅行者模式下，从世界的任意地点探索星空，甚至可以看看另一个国家的星空是什么样的，体验穿越的神奇。此外，该软件还能把将要到来的日食、月食，甚至年度所有天体事件进行预告。
儿童的科学探究虽然与科学家的科学研究在本质上都属于科学探究的范畴，但由于儿童认知发展和思维水平的局限性，他们的探究往往具有主观性、片面性、无意识和缺乏逻辑性等特点，需要教师在教学过程中发挥促进者的作用，特别是当学生遇到具有挑战性的科学探究活动而陷入“困境”时，更需要教师对其学习与概念建构进行及时助力，搭建学习支架，帮助他们发挥潜能，超越最近发展区而达到其可能发展到的水平。当然，教师给学生科学探究搭建學习支架时，需要把握好一个“度”的问题，即适时、适合、适度，必须考虑如何促进学生的独立思维。只有在学生不能独立完成的情况下，教师才可以给予积极主动地支持与帮助。
下面，以笔者执教的《北极星“不动”的秘密》（以下简称《北极星》）和《证明地球自转》（以下简称《证明》）两课为例谈一些粗浅的想法。
一、基于学生实际，搭建长时活动式支架
客观存在的观察障碍、实际感性体验的缺乏、空间结构的运动性和大尺度等因素，造成了学生学习“地球和宇宙”内容的学习障碍。因此，在教学中，教师要从学生的实际经验出发，让学生通过长时、充分的体验来获得丰富的感性经验。
1.课前调查，了解学生已有经验
浩瀚的星空，神秘的宇宙，给人以无限遐想。由于居住环境限制、电子产品普及和学习任务繁重等原因，学生虽然知道许多关于星空、星座的碎片化知识，但真正能抬头仰望星空的机会非常少。因此，在教学《北极星》一课前，笔者设计了这样几个问题进行调查（请学生在符合的情况后面画“√”）：
（1）我没有听说过北极星。
（2）我听说过北极星，知道它在天空中的大概位置是在北方，但不知道它在天空的确切位置。
（3）我听说过北极星，知道它今晚在天空的确切位置。
（4）我知道北极星的很多事情，如 。
统计显示：对于北极星，每个学生都听说过并知道它在天空中的北方，但只有5%的学生表示能指出它的确切位置，个别学生提到了北极星在天空的中心点位置，一些学生估计已经预习过教材，他们认为：所有星星围绕北极星转、北极星的位置不会变、北极星在地轴附近、北斗七星绕着北极星转、利用北极星可以看时间、北极星其实会动的；还有个别学生提到了北极星的样子像勺子、北极星是天空中最亮的。可见，学生对北极星的了解基本上停留在“听说”的层面，而没有真正观察过北极星，要让他们以这样的学习基础，根据“人们观星时发现北极星的位置好像始终没有变化”来试着解释其中的秘密，是有难度的。
《证明》一课的课前调查问题是：我知道地球是 的（选填“不动”或“运动”），我的依据是 。并请填“运动”的同学，在旁边用简单的图或文字表示地球是怎样运动的。调查结果显示：每个学生都知道地球是运动的，近20%的学生写出了合理的依据，如白天与黑夜、日出日落、太阳与月亮的出现等；80%的学生回答不出合理的解释，其中52%的学生写依据时只是重复了对运动的描述；7%的学生是看课外书知道的；20%的学生说“不知道”“是猜的”。
2.长时体验，丰富学生感性经验
猜想和假设是学生进行科学探究活动的重要组成部分，依据事实进行有根据地猜想能够培养学生的理性思维。“地球与宇宙”板块的很多事实，都不是学生亲见过的，这就给他们有依据地猜想带来了难度。
《北极星》一课在整个单元中具有承上启下的重要作用，前面的《昼夜交替现象》《证明地球在自转》《谁先迎来黎明》三课中探讨的“地球自转”与“自转的方向”是本课学习的基础，本课中的“地轴始终倾斜指向北极星”又是后面《为什么一年有四季》《极昼和极夜的解释》两课的学习基础。由于学生的日常生活中基本没有对“北极星不动”现象进行观察的直接生活经验，星星在天空中位置变化如何？北极星如何不动？这些问题对他们来说是含糊不清的。因此，在本课学习中，笔者为学生创设了直观、动态、仿真的观察体验情境，丰富学生的感性认识，让他们在精心设计的情境中提出问题与假设，并能通过模拟实验证明北极星处在地轴的延长线上，在体验中感受到地轴是倾斜的，从而发展他们对地球自转的认识。
在这一课的开始，笔者是这样安排长时体验活动的：教师出示无地轴的地球仪，让学生说说地球是怎么自转的，再让他们合作模拟地球自西向东自转，每个小组中一个学生站在转盘上，两个学生举起自制的“星空”板，一个学生慢慢转动转盘，其余学生记录体验者口述的发现。在充分的体验中，学生知道了“地球自转是绕着地轴进行的”，观察了“地球自转时周圍景物向反方向转动”，发现了“中间有一颗星不动，周围的星绕着这颗星慢慢转动”等现象。然后迁移到“地球自转时，北极星不动”这一自然现象，并为研究这一现象背后隐含的关于地球自转的秘密打下了坚实的感性基础。
二、基于教学内容，搭建简约活动式支架
简约的课堂，不是简单的课堂，应当是关注学生如何学习、体现了以生为本思想的高效课堂。
1.优化材料，让实验更简约
学生做出猜测或提出假设后，为验证这些假设的可靠性，就要收集证据。在科学课上，用于验证假设的实验材料并不是越多越好，也不是越好玩越好，教师应该从学生的角度来审视与设计每一件材料，选择那些具有典型性和科学性、操作简便、现象明显的材料，有效控制无关变量，引导学生通过亲身实践聚焦实验现象，并进行思维加工，从而在对材料的探索过程中获取对事物的正确认识。
（1）改进学习方式，创造实验条件
《证明》一课，教材提供史实资料，引导学生理解“傅科摆是怎样证明地球自转的”。教学中常用的方法是：先组织学生阅读资料，再用一些问题引导学生思考（如“傅科摆是怎样特殊的摆？”“傅科摆摆动后发生了什么现象？”“为什么说人们亲眼看到了地球的自转？”）但是，仅仅通过阅读加研讨的方式来理解傅科摆的原理，对学生来说难度较大，有些成年人甚至都会感到困难。笔者参考傅科当年的实验操作，让学生采用分组模拟实验的形式进行学习。具体方法是：在金属球（实心健身球）下焊接了一枚小铁钉，用花盆托盘装上细沙。实验时，学生只需把沙盘放在底板上，让钉尖刚好碰到沙面，让摆摆动起来（如图1）。学生会亲眼看到钉尖在沙面画出的清晰痕迹，即傅科当年在教堂里的实验场景，大大降低了学习的难度。
图1 铁钉在沙面上留下的痕迹
（2）改进实验器材，降低操作难度
在《证明》一课中，第一环节是让学生通过观察，认识“摆具有保持摆动方向不变的特点”。我在教学中发现：要想得到理想的实验效果，本实验中的摆绳要长、摆锤要重、底盘要能灵活转动，而符合这些要求的材料并不多，我们一般用教材推荐的方法：用铁架台做支架，把挂摆的横杆移到上端，但这样做会让支架头重脚轻、不太稳固，把它放到圆盘上做实验会让学生手忙脚乱、影响观察。于是，我对实验器材进行了改进：用自制的“门”字形金属框架做支架，用网购的餐桌转盘做转动轨道，用圆形木板做底盘，用网购的实心金属健身球做摆锤，把它们组装在一起做成一个可以整体转动的支架，其稳定性就大大提高了，也便于操作。
（3）排除无关变量，凸显实验现象
在《证明》一课中，第二环节的“傅科摆”是要学生理解“这个特殊的摆是可以直接证明地球在自转的”，这是本课的难点。而知道“摆的摆动方向不变”特点是理解“傅科摆为什么能证明地球自转”的基础，所以，第一环节的实验必须保证成功。但是，教材推荐的“将铁架台和摆一起放在一个圆底盘上”这个操作，旁边并没有详细说明，只是附了插图提示。像教材提示那样组装、转动后，摆所在的位置其实并不在转动轴上，而是绕着铁架台支柱转动，导致学生会观察到：刚开始还在面前摆动的摆，过了一会儿在别的地方摆动了。这个现象会让学生误以为是摆动方向在改变，后面的推理活动也就难以进行了。笔者在改进后的装置中，把摆设在底板圆心的上方，让摆的纵轴线与转动轴完全重合，保证了实验结果的正确有效，为“探究——研讨”教学方法的实施扫清了障碍，教师可以大胆放手让学生进行分组实验，引导他们综合运用观察法、小组合作法等学习方法去自主发现：在摆动过程中，摆的摆动方向基本不变。
2.显性呈现，让表达更简约
人类探究地球运动特点的过程是一个不断地寻找证据的过程。本单元就是引导学生对地球的运动进行系统、持续和细致的探究，让他们通过观察、模拟实验、收集资料等多种途径和方法，收集有关证据。在对这些证据进行表述，尤其是涉及空间位置时，学生常会因地球运动的动态性和相对性而表述不清。此时，充分运用图表、符号等的形象化特点，可以让学生更高效地进行表达与交流。学生可以通过进一步分析、比较和概括，全面、准确地把握学习内容的核心和实质所在，从而实现有意义的建构，发展抽象思维能力。
如《证明》一课中研究“摆的摆动方向偏转是什么引起的”这一科学问题时，我为学生设计的记录单只是几个圆圈，让学生画出摆在摆动时留下的痕迹。这种方法和文字描述相比，更接近实际情况，节省了学生记录实验现象的时间。以下是学生在实验中观察到的现象和他们的记录（如图2），在展示交流中，学生不难得出“支架不转动，摆的摆动方向基本不变；支架转动，摆的方向会改变”的实验结论。
3.深入浅出，让推理更简约
《证明》一课中，学生学习“傅科摆是怎样证明地球自转的”这一内容有难度的原因主要有两个：
一是要通过转换空间视角来观察思考。从宇宙视角（即地球外的角度）来看，摆的方向是没有变化的，这其实是摆的惯性使然。从地球视角（即地面上人的角度）来看，摆的方向看起来又是变化的。
二是这个问题隐含着相对运动的原理，人们看见摆在缓慢转动，其实是地球上的观察者以为地球不动后看到的相对运动现象。五年级学生的思维发展还处于形象思维占主导、抽象思维比较薄弱的阶段，他们的空间想象能力还很弱，既要转换空间视角来思考，又要运用相对运动原理来推理，对他们来说确实是一个挑战。
我在学生模拟实验后，组织学生对观察结果进行了梳理：支架不转动，沙面上不会留下摆摆动偏转的痕迹；支架转动，沙面上会留下摆摆动偏转的痕迹。以此为基础引导学生推理：如果地球不转动，沙面上不会留下摆摆动偏转的痕迹；如果地球自转，沙面上会留下摆摆动偏转的痕迹。现在，人们看到了摆的摆动方向慢慢偏转的痕迹，说明地球在自转。
在这个环节的教学中，我特别提醒学生转动时要非常缓慢。这样，学生在前面有体验，这里又有推理的过程，就大大降低了他们理解的难度，也就突破了本课的教学难点。
三、基于现代技术，搭建拓展活动式支架
课堂是进行教学活动的最主要的场所，但并不是唯一的。比如《北极星》一课，如果不组织学生开展室外的观星活动，他们即使在课堂上通过探究知道了概念、明白了原理，还是很难保证在夜晚的天空能顺利找到北极星与北斗七星，对相关内容的理解也不可能到位。所以，我们不能将学生学习的场所固定在课堂上，而应该结合教学内容，积极组织各种户外观察活动，使户外活动成为课内教学的有益补充。
现代科学技术迅速发展的今天，恰当地利用一些软件技术辅助教学，可以引领学生更好地开展课外观察活动，调动他们学习的主动性和积极性。我近几年使用过多款辅助观察的软件，引导学生在“宇宙”内容的课外观察中发挥了积极的作用。
1.利用电脑桌面运行，获得逼真的观察情境
（1）Stellarium（虚拟天文馆）
这是一个免费开源的桌面虚拟天文馆软件，它使用opengl对星空进行实时渲染，在电脑桌面上生成一片虚拟3D天空（如图3）。用戶安装此软件后，通过输入经纬度，设置所在地的地理位置，就可以获得抬头用肉眼看或用天文望远镜看一致的星空效果。利用拖拽、滚动滚轮的功能，可以寻找和放大星体；使用鼠标和键盘可以转动、放大或缩小天幕；通过调整时间，可以再现或预测不同季节的天空，甚至可以观察到太阳系的运动、星座运动、月相变化、日食过程等。由于这款软件需要一定的操作技术，所以更适合教师上课时进行演示，当然，对于有条件的学生和家长来说，能尝试也是一件极有成就感的事情。 （2）立体星图（免安装软件）
相比于Stellarium，“立体星图”的界面虽然不如它丰富生动，但操作更加简便（如图4）。通过这个软件也能够比较直观地了解星空，理解各种星体的运行规律。对于学生来说，里面的亮星名称、星座连线、星座故事都是极有吸引力的。对这款软件的操作，每个学生都能胜任，能使他们在活动中加深对宇宙和星空的认识，都有机会逐渐成为会真正“看门道”的天文爱好者。
2.利用智能手机运行，获得随时的观察提示
智能手机上的星空软件，主要依赖手机内建的全球卫星定位系统（GPS）及加速器，能精确地利用观察者所在位置，包括所面对的方向、手机倾向何方等，显示当前所在位置的星空图，而且星空图还会随着人的运动而变化。这样的与现实一致的星空图，可以让观察者在天空中快速定位到想找的目标。
（1）谷歌星空（安卓系统）
谷歌星空（Google Sky Map）是谷歌推出的一款星空观测应用软件，它如同一个微型的天文望远镜，带人仰望星空，探寻宇宙的奥妙。利用谷歌星空可查看各种天体，包括星体、星座、星系、行星和月球，允许用户自由设定显示哪些天体。
（2）星空精简版（苹果系统）
这是一款由能与IPhone、IPad和IPod touch兼容的的软件，该软件显示的星空视图，不仅色彩绚丽，还带有动画和迄今最详尽的恒星、卫星、行星及太空深处星体的信息（如图5）。观察者可以在环球旅行者模式下，从世界的任意地点探索星空，甚至可以看看另一个国家的星空是什么样的，体验穿越的神奇。此外，该软件还能把将要到来的日食、月食，甚至年度所有天体事件进行预告。
儿童的科学探究虽然与科学家的科学研究在本质上都属于科学探究的范畴，但由于儿童认知发展和思维水平的局限性，他们的探究往往具有主观性、片面性、无意识和缺乏逻辑性等特点，需要教师在教学过程中发挥促进者的作用，特别是当学生遇到具有挑战性的科学探究活动而陷入“困境”时，更需要教师对其学习与概念建构进行及时助力，搭建学习支架，帮助他们发挥潜能，超越最近发展区而达到其可能发展到的水平。当然，教师给学生科学探究搭建學习支架时，需要把握好一个“度”的问题，即适时、适合、适度，必须考虑如何促进学生的独立思维。只有在学生不能独立完成的情况下，教师才可以给予积极主动地支持与帮助。