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《科学课程标准》明确指出：在教学活动中，学生是学习的主体。科学课程的一切都要围绕学生的发展展开，要实现这一目标，让学生在有限的时间里学到多方面的知识、掌握多方面的技能，教师必须设法优化教学，从而达到激发学科兴趣、减轻学生负担、提高课堂教学效果的目的。对于这样的课堂教学目标，教师在平时的教学过程中可以从以下几个方面加以尝试探讨：
1.创设质疑情境激发参与
孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。在学习的过程中，兴趣是学生最好的启蒙老师，浓厚的学习兴趣是激发思维深入的重要条件，它为思维活动提供了前进动力，丰富了学习者的想象力，因此要夯实课堂，教师在教学设计中应为学生创设合理的教学情境，营造质疑的良好氛围，从而提高学生的学习兴趣。
例如《杠杆》一课的教学，教师通常采用的方法是：从生活事例引出杠杆及杠杆的五要素，然后通过作图来加深对杠杆五要素的认识。虽然这样的教学能完成知识的传授，但学生往往处于被动接受的地位，获得的只是一些结论性的“知识”，对于为什么要引入“力臂”这一教学难点就不能得到有效的突破。
教学实录一：
片段一：教师让学生用一根细棉线提起一个大箱子(细棉线断)，再拿出一根带钩的竹棒，显示它的转动，让学生想想怎样借助这种工具来解决刚才的问题?(学生讨论并上台演示)完成他们认为不可能实现的任务——“千钧一发”(用一根头发拉起一个重物)。学生质疑：这是什么原理?
片段二：让学生用笔、吸管撬一撬物体(笔可以翘起物体，吸管不可以，寻找原因)。找一找(提供三幅动画杠杆图片，学生讨论寻找三幅图的共性，并给杠杆做出定义)；说一说(由理论分析生活中的杠杆)；做一做(学生寻找自身的杠杆)，通过问题的提出与解决的不断循环，让学生体会问题解决的愉悦性，同时提高了问题质疑能力。
片段三：(演示实验)①分别在杠杆的两边第2格处挂上1个钩码，保持杠杆水平平衡，指出这2格的长度就是力臂的大小。②在杠杆左边第2格处挂上2个钩码，学生指出右边第2格处也挂上2个钩码。③保持钩码个数不变，把杠杆右端细线悬挂在右边的定滑轮上，让学生观看杠杆是否平衡?(杠杆不平衡了)学生质疑：力臂并不等同与杠杆的长度，影响力臂大小的因素是什么?
(学生实验)①分别在右端10厘米、20厘米处竖向拉动杠杆上的细线，感受力的大小。②在杠杆右端距支点10厘米处朝不同方向(竖向、斜向)拉，感受力的大小，明确力臂的大小与力的方向和作用点有关。
这一系列的活动为学生创设了连环的质疑环境，激发学生对杠杆的兴趣和求知欲，从而促使他们在活动中学会思考，在思考中获得知识，大大提高了45分钟的课堂效率，因此创设质疑情境是激活科学课堂的一个重要手段。当然在用问题情境营造氛围的过程中，教师也应调控好问题情境提出的频率，让教学做到密与疏、浓与淡、断与续的和谐统一，真正让学生乐呵呵地坐在教室里思考着学习，享受学习的乐趣。
2.创设生活情境丰富想象
科学是一个与大自然紧密联系的学科，学生对科学知识的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识，而不是单纯对书本知识的接受和记忆。在信息高速发达的现代社会中，教师的教不再停留在一支粉笔和一块黑板上，学生的学也就需要走出课本，所以教师在优化教学的过程中应该紧密联系生活，利用各种教学资源创设生活情境，丰富想象。
例如《磁现象》一课的教学，传统的做法是：让学生用磁铁来吸引铁、铜等物质，明确磁性、磁体，然后让学生用磁体吸引铁屑，明确磁极，再观察磁体的的指向性和磁极间的相互作用规律，介绍磁化……这样虽然也有学生的动手实验，但是由于学生在小学里已经学习了一些磁的知识，也做过磁体的一些小实验，所以他们只是机械的完成这个实验，根本不会去想象缘由，这样就很浪费学生的生活资源，因此教师在教学中应加强对学生生活资源的开发和利用，丰富学生想象。
教学实录二：磁现象
片段一：一个透明玻璃杯，一枚让学生做了标记的硬币模拟刘谦春晚上硬币穿玻璃的魔术，(通过生活情境的再现，大大吸引了学生的眼球，丰富了学生对磁的想象。)
片段二：演示磁环间的磁悬浮实验，提问：同学们知道磁悬浮在实际生活中的应用吗?播放多媒体视频《磁悬浮列车》。(理论联系实际，对磁极间的相互作用做应用介绍)
教师以生活为引导，丰富了学生的想象，让学生在这个过程中学会去分析问题，学生学到的不但是知识，更多的是对生活的认识和技能的掌握。
教学实录三：叶的形态结构和功能
植物的叶是学生非常熟悉的，所以在这节教学中可以以这种认知水平为基础，让学生加深对叶的认识。(引入)让学生板画叶，其他同学可以进行修改，引出一片完整的叶包括了叶片、叶柄、托叶。然后让学生观察叶有何不同?(夹竹桃、桂花、茶花、黄杨、迎春、金合欢)
发现一：着生方式不同，引出互生、对生、轮生。提问这样的着生方式有什么好处?
发现-：叶的种类不同，引出单叶、复叶
发现三：没有托叶，指出托叶的作用。……
教学中通过让学生画、看、想植物等活动让学生寻找并区分它们之间的异同，这样不但提高了学生的观察能力，也提高了学生分析、比较、想象事物的能力。当然有些同学的实际生活经验是严重缺乏的，这就需要教师必须要融入学生的生活，留意学生的兴趣和爱好，了解他们的认知水平，比如所追求的目标，所向往的生活，所崇拜的明星等等。这样，教师才能在课堂上真正做到因材施教，因学生兴趣点施教，使烦躁抽象的书本知识真正活起来，从而吸引学生的注意力，让学生喜欢听你的课。所以联系生活式的教学方法是教师丰富学生想象的好途径。
3.创设图像情境引导方法
课堂教学离不开语言，但是学生不是很容易接受繁杂的语言模式，他们更倾向于比较直观、简洁的语言或图像，为此教师在优化教学的过程中要循序渐进逐步培养学生对繁杂语言的破译能力，引导学生进行语言——图像的相互转换，即从图像中学会表达语言，从语言中抽象出图像。
教学实录四：从图像中学会表达语言
在《机械运动》教学引入时，一位教师展示了有树木、火车、木材、加油站、路牌的图片，请同学们讨论哪些物体在运动?学生一致认为树木、加油站、路牌是静止的，火车是运动的，但是对木材的运动状态既有认为是运动的同学，也有认为是静止的同学，教师让同学模仿图片进行游戏——谁动了(三个学生，分别演示树木、火车、木材)，其他学生观察谁运动了，同时思考好判断的依据是什么，从而使学生主动建立参照物的概念，明白运动和静止的相对性。
教学实录五：从语言中抽象出图像
在习题教学中总会遇到冗长繁杂的题目，虽然不画图也能解决问题，但较繁杂，从中若抽象出图像，问题就变的简单。例如甲乙两辆相同型号的轿车(长：4.68 m，宽：1.70 m，高：1.423 m，最高时速：120 km／h)，分别沿靠近各自道路的 中心线向前匀速行驶，两车的车头到中心线交点的距离分别为30 m和40 m时，道口恰处于红、绿灯转换。如果两车均未采取任何减速措施仍沿直线匀速行驶，以致两车相撞。已知甲车的速度为36 km／h，通过计算说明乙车车速在什么范围内会导致两车相撞。这个问题如果抽象出图像就能马上解决问题。图像如下所示：(相撞时图像)
(因为甲车速度一定，所以从图像中马上就可以判断出乙车在(2)图中运动最快，(3)图中运动最慢，这样学生通过绘图，化抽象为形象，就能找到解题钥匙。)
因此“语言”与“图形”的结合是促使学生思维再造的好方法。学生通过“理解——表达”的不断循环，就会在积累中学会观察，在操作中学会发现，在想象中学会理解，在图表中学会思考，那么当面对繁琐的问题时就会分块的去破译和分析，把语言转换为自己喜欢的形状模式，让自己智性及潜在的想象力和创造力得到充分的发挥。
4.创设探究情境提高素养
科学实验是学生获得感性认识和培养学生实验技能不可缺少的组成部分，更是学生掌握科学方法、养成科学态度、培养创造力的最重要、最有效的途径。教育家苏霍姆林斯基曾经说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。”因此，在科学课堂上，应尽可能鼓励学生，放手让学生主动地从事观察、操作、实验、猜测、验证、推理等活动。
例如《人体内的物质运输——心脏》一课的教学，许多教师采用边讲边实验的方法来帮助学生认识心脏的形态和结构，这样固然能让学生产生较浓厚的兴趣，也可以提高学生的观察能力，但总觉得课堂“热闹有余”而实效不足，学生只是充当一名合格的观众，这样学生的主体地位就不复存在了。如果通过创设探究情境，让学生自主探究实验，那么对提高学生实验、交流、讨论、质疑、合作的能力就会有更大的帮助。
教学实录六：
过程一：听心(学生相互倾听一下心跳的声音，激发学生对心脏的探究)
过程二：观心(四人小组实验)，学生从看一看(猪心形状)、摸一摸(猪心)、捏一捏(猪心肌肉壁)、探一探(用玻璃棒探探心脏)，通过小组讨论和实验，自我强化观察、实验技能，并交流实验结果。再通过认一认(给心脏贴标签)，学生学会辨认心脏的四个腔以及与心室相连的两条动脉血管、上下腔静脉，再通过给猪心灌水(从上下腔静脉或肺动脉灌水看水何处流出)，从而激发学生质疑心脏内部的结构，产生主动探究内部结构的欲望。过程三：解剖心让学生完成下列问题。1.观察肺动脉的基部，你有什么发现?2.你还能发现心脏内部的什么特殊结构?3.观察构成心脏的肌肉组织——心肌。4.观察心脏左右是否连通?
这堂课的探究是在教师的引导下完成的，但学生通过观察、实验、交流、讨论、质疑等方式，大大提高了自主观察、合作完成实验的能力，同时也逐渐养成自己动手实验寻求答案的品质，提升学习素养。“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”这种小型的探究活动教师应予提倡，而且还应该给学生一些有针对性的帮助。实验不可能每个小组都成功，教师可及时将成功小组的实验展示给全班，同时引导学生对不成功实验进行分析、讨论、总结，促使学生形成自己的思想和见解，对学生中新观点或新见解的产生教师应加以肯定，并及时引导学生进行新的探究。
教学实录七：
例如“洋葱鳞片叶内表皮”临时装片的制作，学生按照书里的实验步骤规范的来完成各个操作，但是发现装片内很容易产生气泡，而且染色的效果也不好，也就是在显微镜下没有完全看到用碘酒染上颜色的表皮细胞和看清细胞的各个结构，只能看到表皮边缘的细胞染上色，表皮边缘以内的细胞没有染上色，细胞内部结构不太清楚。一开始他们认为是自己技术不行，又做了很多次，可是实验结果还是不好，于是他们通过咨询老师、上网查询、动手实验等方法，寻找实验不成功的原因，最后得出这样的经验：“玻片要干净，水要滴的少，表皮要撕的小，毛面要朝上，盖玻片要斜放，染色多重复，观察要规范”。
学生通过在“实验一探究”间不间断的循环，不仅掌握了知识、锻炼了思维能力，而且激发了他们的求知欲和创造冲动，让学生四肢和头脑更为“健全”，从而为学生的终生发展奠定基础。
总之，教学的艺术不在于传授本领，而在于唤醒、鼓舞和激励。学生的学习过程既是一种认识过程，也是一种实践过程。创设合理情境，让学生的主观能动性和教师的引导作用很好的统一，才能激活科学课堂，让教学变得更有意义。
1.创设质疑情境激发参与
孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。在学习的过程中，兴趣是学生最好的启蒙老师，浓厚的学习兴趣是激发思维深入的重要条件，它为思维活动提供了前进动力，丰富了学习者的想象力，因此要夯实课堂，教师在教学设计中应为学生创设合理的教学情境，营造质疑的良好氛围，从而提高学生的学习兴趣。
例如《杠杆》一课的教学，教师通常采用的方法是：从生活事例引出杠杆及杠杆的五要素，然后通过作图来加深对杠杆五要素的认识。虽然这样的教学能完成知识的传授，但学生往往处于被动接受的地位，获得的只是一些结论性的“知识”，对于为什么要引入“力臂”这一教学难点就不能得到有效的突破。
教学实录一：
片段一：教师让学生用一根细棉线提起一个大箱子(细棉线断)，再拿出一根带钩的竹棒，显示它的转动，让学生想想怎样借助这种工具来解决刚才的问题?(学生讨论并上台演示)完成他们认为不可能实现的任务——“千钧一发”(用一根头发拉起一个重物)。学生质疑：这是什么原理?
片段二：让学生用笔、吸管撬一撬物体(笔可以翘起物体，吸管不可以，寻找原因)。找一找(提供三幅动画杠杆图片，学生讨论寻找三幅图的共性，并给杠杆做出定义)；说一说(由理论分析生活中的杠杆)；做一做(学生寻找自身的杠杆)，通过问题的提出与解决的不断循环，让学生体会问题解决的愉悦性，同时提高了问题质疑能力。
片段三：(演示实验)①分别在杠杆的两边第2格处挂上1个钩码，保持杠杆水平平衡，指出这2格的长度就是力臂的大小。②在杠杆左边第2格处挂上2个钩码，学生指出右边第2格处也挂上2个钩码。③保持钩码个数不变，把杠杆右端细线悬挂在右边的定滑轮上，让学生观看杠杆是否平衡?(杠杆不平衡了)学生质疑：力臂并不等同与杠杆的长度，影响力臂大小的因素是什么?
(学生实验)①分别在右端10厘米、20厘米处竖向拉动杠杆上的细线，感受力的大小。②在杠杆右端距支点10厘米处朝不同方向(竖向、斜向)拉，感受力的大小，明确力臂的大小与力的方向和作用点有关。
这一系列的活动为学生创设了连环的质疑环境，激发学生对杠杆的兴趣和求知欲，从而促使他们在活动中学会思考，在思考中获得知识，大大提高了45分钟的课堂效率，因此创设质疑情境是激活科学课堂的一个重要手段。当然在用问题情境营造氛围的过程中，教师也应调控好问题情境提出的频率，让教学做到密与疏、浓与淡、断与续的和谐统一，真正让学生乐呵呵地坐在教室里思考着学习，享受学习的乐趣。
2.创设生活情境丰富想象
科学是一个与大自然紧密联系的学科，学生对科学知识的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识，而不是单纯对书本知识的接受和记忆。在信息高速发达的现代社会中，教师的教不再停留在一支粉笔和一块黑板上，学生的学也就需要走出课本，所以教师在优化教学的过程中应该紧密联系生活，利用各种教学资源创设生活情境，丰富想象。
例如《磁现象》一课的教学，传统的做法是：让学生用磁铁来吸引铁、铜等物质，明确磁性、磁体，然后让学生用磁体吸引铁屑，明确磁极，再观察磁体的的指向性和磁极间的相互作用规律，介绍磁化……这样虽然也有学生的动手实验，但是由于学生在小学里已经学习了一些磁的知识，也做过磁体的一些小实验，所以他们只是机械的完成这个实验，根本不会去想象缘由，这样就很浪费学生的生活资源，因此教师在教学中应加强对学生生活资源的开发和利用，丰富学生想象。
教学实录二：磁现象
片段一：一个透明玻璃杯，一枚让学生做了标记的硬币模拟刘谦春晚上硬币穿玻璃的魔术，(通过生活情境的再现，大大吸引了学生的眼球，丰富了学生对磁的想象。)
片段二：演示磁环间的磁悬浮实验，提问：同学们知道磁悬浮在实际生活中的应用吗?播放多媒体视频《磁悬浮列车》。(理论联系实际，对磁极间的相互作用做应用介绍)
教师以生活为引导，丰富了学生的想象，让学生在这个过程中学会去分析问题，学生学到的不但是知识，更多的是对生活的认识和技能的掌握。
教学实录三：叶的形态结构和功能
植物的叶是学生非常熟悉的，所以在这节教学中可以以这种认知水平为基础，让学生加深对叶的认识。(引入)让学生板画叶，其他同学可以进行修改，引出一片完整的叶包括了叶片、叶柄、托叶。然后让学生观察叶有何不同?(夹竹桃、桂花、茶花、黄杨、迎春、金合欢)
发现一：着生方式不同，引出互生、对生、轮生。提问这样的着生方式有什么好处?
发现-：叶的种类不同，引出单叶、复叶
发现三：没有托叶，指出托叶的作用。……
教学中通过让学生画、看、想植物等活动让学生寻找并区分它们之间的异同，这样不但提高了学生的观察能力，也提高了学生分析、比较、想象事物的能力。当然有些同学的实际生活经验是严重缺乏的，这就需要教师必须要融入学生的生活，留意学生的兴趣和爱好，了解他们的认知水平，比如所追求的目标，所向往的生活，所崇拜的明星等等。这样，教师才能在课堂上真正做到因材施教，因学生兴趣点施教，使烦躁抽象的书本知识真正活起来，从而吸引学生的注意力，让学生喜欢听你的课。所以联系生活式的教学方法是教师丰富学生想象的好途径。
3.创设图像情境引导方法
课堂教学离不开语言，但是学生不是很容易接受繁杂的语言模式，他们更倾向于比较直观、简洁的语言或图像，为此教师在优化教学的过程中要循序渐进逐步培养学生对繁杂语言的破译能力，引导学生进行语言——图像的相互转换，即从图像中学会表达语言，从语言中抽象出图像。
教学实录四：从图像中学会表达语言
在《机械运动》教学引入时，一位教师展示了有树木、火车、木材、加油站、路牌的图片，请同学们讨论哪些物体在运动?学生一致认为树木、加油站、路牌是静止的，火车是运动的，但是对木材的运动状态既有认为是运动的同学，也有认为是静止的同学，教师让同学模仿图片进行游戏——谁动了(三个学生，分别演示树木、火车、木材)，其他学生观察谁运动了，同时思考好判断的依据是什么，从而使学生主动建立参照物的概念，明白运动和静止的相对性。
教学实录五：从语言中抽象出图像
在习题教学中总会遇到冗长繁杂的题目，虽然不画图也能解决问题，但较繁杂，从中若抽象出图像，问题就变的简单。例如甲乙两辆相同型号的轿车(长：4.68 m，宽：1.70 m，高：1.423 m，最高时速：120 km／h)，分别沿靠近各自道路的 中心线向前匀速行驶，两车的车头到中心线交点的距离分别为30 m和40 m时，道口恰处于红、绿灯转换。如果两车均未采取任何减速措施仍沿直线匀速行驶，以致两车相撞。已知甲车的速度为36 km／h，通过计算说明乙车车速在什么范围内会导致两车相撞。这个问题如果抽象出图像就能马上解决问题。图像如下所示：(相撞时图像)
(因为甲车速度一定，所以从图像中马上就可以判断出乙车在(2)图中运动最快，(3)图中运动最慢，这样学生通过绘图，化抽象为形象，就能找到解题钥匙。)
因此“语言”与“图形”的结合是促使学生思维再造的好方法。学生通过“理解——表达”的不断循环，就会在积累中学会观察，在操作中学会发现，在想象中学会理解，在图表中学会思考，那么当面对繁琐的问题时就会分块的去破译和分析，把语言转换为自己喜欢的形状模式，让自己智性及潜在的想象力和创造力得到充分的发挥。
4.创设探究情境提高素养
科学实验是学生获得感性认识和培养学生实验技能不可缺少的组成部分，更是学生掌握科学方法、养成科学态度、培养创造力的最重要、最有效的途径。教育家苏霍姆林斯基曾经说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。”因此，在科学课堂上，应尽可能鼓励学生，放手让学生主动地从事观察、操作、实验、猜测、验证、推理等活动。
例如《人体内的物质运输——心脏》一课的教学，许多教师采用边讲边实验的方法来帮助学生认识心脏的形态和结构，这样固然能让学生产生较浓厚的兴趣，也可以提高学生的观察能力，但总觉得课堂“热闹有余”而实效不足，学生只是充当一名合格的观众，这样学生的主体地位就不复存在了。如果通过创设探究情境，让学生自主探究实验，那么对提高学生实验、交流、讨论、质疑、合作的能力就会有更大的帮助。
教学实录六：
过程一：听心(学生相互倾听一下心跳的声音，激发学生对心脏的探究)
过程二：观心(四人小组实验)，学生从看一看(猪心形状)、摸一摸(猪心)、捏一捏(猪心肌肉壁)、探一探(用玻璃棒探探心脏)，通过小组讨论和实验，自我强化观察、实验技能，并交流实验结果。再通过认一认(给心脏贴标签)，学生学会辨认心脏的四个腔以及与心室相连的两条动脉血管、上下腔静脉，再通过给猪心灌水(从上下腔静脉或肺动脉灌水看水何处流出)，从而激发学生质疑心脏内部的结构，产生主动探究内部结构的欲望。过程三：解剖心让学生完成下列问题。1.观察肺动脉的基部，你有什么发现?2.你还能发现心脏内部的什么特殊结构?3.观察构成心脏的肌肉组织——心肌。4.观察心脏左右是否连通?
这堂课的探究是在教师的引导下完成的，但学生通过观察、实验、交流、讨论、质疑等方式，大大提高了自主观察、合作完成实验的能力，同时也逐渐养成自己动手实验寻求答案的品质，提升学习素养。“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”这种小型的探究活动教师应予提倡，而且还应该给学生一些有针对性的帮助。实验不可能每个小组都成功，教师可及时将成功小组的实验展示给全班，同时引导学生对不成功实验进行分析、讨论、总结，促使学生形成自己的思想和见解，对学生中新观点或新见解的产生教师应加以肯定，并及时引导学生进行新的探究。
教学实录七：
例如“洋葱鳞片叶内表皮”临时装片的制作，学生按照书里的实验步骤规范的来完成各个操作，但是发现装片内很容易产生气泡，而且染色的效果也不好，也就是在显微镜下没有完全看到用碘酒染上颜色的表皮细胞和看清细胞的各个结构，只能看到表皮边缘的细胞染上色，表皮边缘以内的细胞没有染上色，细胞内部结构不太清楚。一开始他们认为是自己技术不行，又做了很多次，可是实验结果还是不好，于是他们通过咨询老师、上网查询、动手实验等方法，寻找实验不成功的原因，最后得出这样的经验：“玻片要干净，水要滴的少，表皮要撕的小，毛面要朝上，盖玻片要斜放，染色多重复，观察要规范”。
学生通过在“实验一探究”间不间断的循环，不仅掌握了知识、锻炼了思维能力，而且激发了他们的求知欲和创造冲动，让学生四肢和头脑更为“健全”，从而为学生的终生发展奠定基础。
总之，教学的艺术不在于传授本领，而在于唤醒、鼓舞和激励。学生的学习过程既是一种认识过程，也是一种实践过程。创设合理情境，让学生的主观能动性和教师的引导作用很好的统一，才能激活科学课堂，让教学变得更有意义。