教师充分认识科学课堂的性质，通过组织学生探究、合作，去观察、认识自然科学现象，激发学生对科学课堂的兴趣，重视学生的前科学概念，注重观察记录的客观性和准确性，从学生身边的问题入手，认识教师角色，注重学生学习过程，使学生从前科学概念到发展中概念再到成长概念，学生从个人经验走向真正意义的科学。
科学是以客观事实为依据，对世界进行解释的一项人类活动，是人类对物质和自然现象的描述。科学的主要特征是客观性。科学的性质首先是以观察为手段，以事实为依据。马克思、恩格斯在《神圣家族》中指出："科学拒绝脱离事实的感情，是否是科学研究，不在于理论有多高深，而在于你的观念，资料有多真实。"
课程改革轰轰烈烈地进行着，逐着改革的深入，科学课程正式走入学校，要走上真正意义上的科学课堂，教师任重而道远，只有充分认识深入探究，才能实现优化课堂教学。
一、充分认识科学课堂的性质
(一) 带领学生经历典型的学习活动
科学课堂就是通过带领学生经历典型的探究活动。科学课程在培养学生科学素质的时候，重点不在于科学知识体系的传授，而在通过引导学生亲身经历科学探究的过程，激发学生对科学的兴趣，形成科学的态度和科学探究的能力。以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式，学生通过观察，实验、调查等获得直接认识经验，还通过分析综合整理信息、假设、寻找解释的推理获得由直接认识转化为间接认识的经验。学生真实在经历这种认识与实践相互交错的过程中，从自己的经验走向科学。
学习科学，就是去参加，去经历一个个的观察、研究、认识等科学探究活动。科学研究的目的是为了描述世界和解释世界的途径，已知规律的发现过程，即让孩子们重新走一遍，科学家的发现过程，重演科学理论的平生过程。"过程"应成为学习科学的基本框架。
（二）课堂要让学生体验、亲历
科学不是让学生简单记忆科学家的发现结果而是重在发现过程即通过学生的参与、感情、交往、实践、猜想、探索、归纳等活动。现代著名教育心理学家布鲁认为：认知是一个过程而不是一个结果。学生体验、亲历对于建构知识、技能和态度都至关重要。例如科学概念的理解，科学技能的获得，科学态度的形成等等，多种感官协同参与的动手操作过程大大促进了
动脑理解，而动脑理解的过程又会反过来加强了动手操作的效率与乐趣。
从以往的教学工作来看，教师遍面追求升学率，大搞"应试教育"，特别在农村，科学课程的开设纯粹是教师告诉学生答案，要求学生死记硬背。压抑了学生的学习兴趣，大大降低了学生的学习主动性和积极性。
（三）探究不是惟一的学习模式
探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式，但探究不是唯一的学习模式，在科学学习中，灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的。并不是所有的知识都适合探究性学习方式。如体现事物名称、概念、事实等方面的陈述性知识就不需要学生花时间去探究，而且学生现没有足够的时间，充分的条件和能力对所有这些知识都经历探究的过程。无需探究的偏要去探究。只能是对探究价值的贬损和摧毁。从而导致探究的浅层化和庸俗化。
二、更新观念 优化科学课堂
苏霍姆林斯基曾深刻地指出："让学生每天坐在那里读书、听课、思考、记忆、回想、再现，以便能回答教师的问题--这真题一种无法胜任的使精疲力竭的劳动，它归根结抵会摧残学生的体力和智力，使学生对学习产生冷漠和漠不关心的态度……"传统课堂教学过分关注知识的接受和技能的训练，为考试而教、机械性地训练、填鸭式的教学，学生没有思索的空间，甚至是被窒息的人，而科学不是通过简单的记忆，而是通过学生的参与、感悟、交往、实践、猜想、归纳等活动，去参加、去经历一个个的观察、研究、认识等科学探究活动，因此，应从以下几点去把握。
（一）重视学生的前科学概念
所谓前科学概念即学生并不是穿着脑袋走进教室，他们在先前的学习和日常生活已经形成了自己对各种事物或观察的看法，学生天生就具有一种认识和了解世界的强烈愿望，既是幼小的儿童也会自发地组织来自外部的各种信息，形成对子世界的初步认识。学生在前科学概念的建立，主要是在直接经验基础上的，他们有的前概念与科学知识并不一致，甚至发生冲突，这种情况下，教师必须为学生创造亲自探究的机会和条件，如：在教学义务教育课程标准实验教科书三年级下《观察蚂蚁》一课时，教师应这样为学生创设机会，把学生分成若干组，分别让各组在放大镜下细致观察，各组做好观察记录，通过综合汇报讨论后得出结论：蚂蚁身体为黑色或红褐色，分为头、胸、腹三部分。胸部有三对脚，叫足；头部有一对触角。通过各组讨论、汇报、总结，学生前概念认为蚂蚁有四对足是错误的，实际蚂蚁只有三对足，而有一对是触角，通过教学，学生原有的错误观念得以纠正而不是任其"自由发展"，也不是抽象地讲授概念，而是经过教师组织学生观察得到的结果。
（二）活生生观察记录的客观性和准确性
现行"课程改革"标准要求教师培养学生的探究性、合作学习。探究是一种复杂的学习活动，需要做观察，需要提出问题，儿童的科学探究的描述性探索为主，即从观念出发，以所获得的相关知识经验为基础，来进行归纳和推理，形成对于事物或现象特征认识。教师在课堂中指导学生合作学习，探究事物时，要注意控制课堂讨论的方向，为要在缺乏足够的观察、描述的基础时进行"大科学"问题的讨论，不能用所谓的"推测"，而得出结论。这样，小学生是难得理解、接受的。足够的观察活动是科学解释的前提，观察越细致，记录越准确，科学结论越容易被重复验证，科学知识的积累越快，解释便更接近于其理.另外，教师在科学课的探究活动中应多问"证据呢？""根据是什么？"而少问"为什么？"这样可以培养学生实事求是的意识。"探究"要求学生亲自动手，在教学中，尽可能多地为学生提供动手活动的机会，放手让学生去做，注重"经历、体验和发现"。其次，"探究"还是一个情感参与的过程，学生既有基于好奇心和求知欲的兴趣培养，还有对待科学的情感态度的形成。教学中，尽可能的探索，科学问题来驱动和维持学生学习兴趣的动机，激活学生潜意识中学习科学的最佳状态。另外，"探究"学习还是一个思维的参与过程。教学中教师要注重培养学生探究过程的设计，探究方法的选择，探究证据的状态收信，探究结果的分析等。
（三）因材施教，从学生身边问题入手
了解学生的身心发展规律，让儿童在所能及的范围内进行科学探究，而不能太切实际地强调学术问题，用成份的标准来要求儿童，如上例中"固体的沉浮"。成份都知道物体的沉浮是相对的，如果改变了固体的体积，沉浮也可以改变。若不根据儿童的接受能力，生硬地要求学生掌握，不仅儿童无法通晓，反而压抑了学生求知欲。美国教育家哈·曼说："那些不设法引起学生求知欲望的教学，正如同锤打着一块冰冷的生铁。"因此，教师应根据教学目标、学生接受能力合理安排教学内容，从儿童身边的事物入手。如让学生观察鱼、土壤里存什么、油菜花等一些常常接触到的东西，这样有得提高学生学习兴趣，有得学生对知识的理解和掌握。
要实现课堂教学最优化，以人为本的教学，真正意义上引导学生进行合作、探究、师生关系也十分重要，苏霍姆林斯基说："学学以教育上的巨大不幸和挫败而告终的学校内许许多多的冲突，其根源在教学不善于与学生交往。"因此，教师要知道自己的角色，既是活动的指导者，又是活动的参者，即是引导者，又是学生的亲密伙伴，只有处理好师生之间的工作关系、师生间的人际关系、师生间的组织关系、师生间的心理关系，才能使合作学习中工作协调情感融洽，发挥主动性。
总之，要从现实教学中，使科学课堂走上最优化，必须对科学课堂的性质有充分认识，深入研究，更新教师陈旧的教学理念，树立"一切为了学生、为了一切学生、为了学生的一切，以人为本"的全新教育理念，注重学生的前概念并使其发展到成熟，从小事做起、激起学生的学习兴趣，教师精心组织每节课都要让学生留下美好的回忆，处理好师生关系，营造优良的课堂氛围，才能从根本上组织学生探究自然科学，才是真正意义的课堂最优化。