在科学教学中，对于教科书上安排的实验特别是生物实验，不少教师往往是按部就班地按教科书上实验的过程进行一次，甚至是砍掉不做。其实，我们更应当创造机会，让学生亲身体验科学探究的过程。这样，使学生不但能够深刻地理解所学的科学知识，牢固地掌握科学方法，而且能够增强科学探究的兴趣，培养科学探究的精神，促进思维的发展。作为教师，我们应该充分利用和挖掘教材潜在的价值，并对实验进行优化，使科学教材成为学生乐学的有效素材，使课堂丰富多彩，从而使我们的教学更有效。
【案例描述】
《探究植物的向性》（浙教版科学八年级上第3章第1节）这节课，是在学生学习了环境对生物行为的影响之后安排的一节学生实验课。以下是我们这节课的教学过程简述。
整堂课分为以下几个环节：创设问题情境导入——师生共同探究种子萌发时根的生长方向（向地性）——植物的其它向性教学——学生探究植物的其它向性——知识延伸。
教师通过天宫一号携带的4种濒临灭绝的种子引入，让学生猜想太空中种子萌发时根怎么长及在地球上种子萌发时根又是怎么长的，进入到“我们一起来探究”环节。
师生共同探究种子萌发时根的生长方向时，按照科学探究的步骤，重点落在实验方案的设计上。教师先让学生明确该探究要研究的是种子萌发时的根的生长方向，即是这个探究实验中要控制的变量。接着设问：在探究中，除了根的位置不一样外，哪些变量我们要控制一样呢？通过引导，教师渗透控制变量法、优化实验条件的思想。接下来，教师展示设计的实验方案（与书上实验过程不同，已优化设计过的），学生思考：1、为什么要用棉花？2、怎样保证种子萌发时所需的水分？3、为什么选用已萌发的种子？4、为什么要把培养皿的两半用胶带纸封在一起？边缘全部封住行吗？5、这个实验中有对照组吗？如果有，对照组是什么？6、你还有什么疑问吗？学生通过思考、分析交流，明白实验怎么做以及为什么这么做。
接着，老师现场示范一次整个实验过程，加深学生的印象，并以照片形式展示实验结果，让学生仔细观察：你发现了什么现象？由此你得出什么结论？通过补充横放的豆苗放置一天、一周后的图片，教师小结植物的向地性。
植物的其它向性教学之后，进入到学生探究的环节。在这个环节中，教师采取小组合作，选择他们感兴趣的一种植物的向性（向光性、向水性、向化性、向触性等），要求学生运用控制变量法和对照实验来设计研究的方案，完成实验报告单。
最后，教师通过让学生思考：在太空中，植物是没有向地性的？那植物还有其它的向性吗？使知识得以延伸，学生的思维得以发展。
【反思与分析】
直观、有趣的科学实验不但可以激发学生的学习兴趣，帮助学生形成概念，获得科学实验知识和技能，而且有助于培养他们实事求是、严谨的科学态度。然而，由于不同学校条件的差异，以及教材编写者与学生认知冲突的客观存在，使得科学教材中的部分实验现象不明显、耗时长甚至成功率不高，这在一定程度上影响了实验的效果。因此，我们有必要将教材中部分实验进行适当改进，以提高课堂教学的有效性。
本案例描述的就是把讲授新课之后的学生实验改为师生共同探究实验，将验证性实验改为探究性实验，提到讲授新课之前进行教学。该案例中对实验的优化设计还体现在以下方面：1、种子的选择——选用绿豆，容易体现实验效果。2、选择已长有胚根的种子，防止种子不发芽的偶然性。3、吸水纸的放法：将吸水纸隔在种子与棉花团之间，避免水分对实验的干扰，体现根萌发后继续生长的可观察性。4、实验报告单的形成，采取给已画的图“添砖加瓦”的形式，既节省了时间又降低了难度，让学生在较短的时间内更好地完成实验方案的设计。这样，通过整堂课的教学，既让学生练习了较复杂的实验方案设计，学会了对实验条件进行有效的控制，还发展了学生善于合作、勤于思考、勇于实践的科学精神。
在实验改进过程中，我们应根据教材内容、现有的条件和学生的实际，注意遵循这样几条原则：1、科学性原则；2、显现性原则；3、简易性原则；4、安全性原则；5、环保性原则；6、趣味性原则。
那么，我们应怎样改进实验，对实验进行优化，从而促进有效教学呢？笔者认为可以从以下几个方面进行：
1.调整实验步骤，优化实验过程。
2.改变实验装置，优化实验效果。
4.调整实验内容，贴近学生生活。
5.让验证性实验上升为探究性实验。
总之，有些实验完全按照教材中提供的方法，操作效果不一定好。这就需要我们教师平时多动脑、多探索，充分利用有限的教学资源，去寻找科学、可行、简易、快速、高效的实验方法。改进的实验，不仅可以帮助教师顺利地完成教学任务，使得教学更有效，还可以极大地提高学生的学习兴趣。同时，如果我们在教学中引导学生自己设计实验过程、改进实验装置，这样对学生创造性思维的培养也是有深远影响的。
