如何优化设计，提高实验教学的有效性呢？笔者认为可以从实验材料的准备，实验方案的设计，实验细节的指导等方面进行考虑。
　　 一、精选器材，提高可见度
　　 俗话说：磨刀不误砍柴工。课前设计准备好合适的、有结构的实验材料，才能确保实验现象清晰，教学得以顺利开展，这是进行有效探究学习的基础和关键。教师在课前能精心选择准备好实验器材，对整个实验探究都是具有积极意义的。
　　 如《土壤中有什么》一课中，土壤的选择十分关键。如果选用黏土，土壤黏性大、孔隙小，会较难出现分层现象，导致实验无效，浪费探究的时间。而选用沙质土壤，就能清晰地看到土壤中混杂的物质，也能在入水后看到明显的气泡，分层现象也较明显，实验更有说服力。
　　 又如《水结冰了》一课，水结冰时观察到的温度不明显，如采用传统的刻度温度计进行温度监测，对于三年级的学生来说在短时间内不是很容易读出指示的温度，但如果教师选用数字温度计，那结果就一目了然了。
　　 设计并选择合适的实验材料，进行简单的实验装置改进，应该在每个科学教师的教学实践中，不断优化，这样必将显著提高实验效率。
　　 二、课前验证，维护有序性
　　 设计合理的实验方案是维护实验有序、顺利进行的保障。在科学课中，我们经常会看到一些学生不按规定进行实验操作，致使难以观察到教师预期的实验现象，使实验结论的得出变为了空谈。但课后分析其原因，笔者认为主要还是因为教师在课前没有把实验方案设计好或是设计得不够合理造成的。
　　 如某教师在教学《食物中的营养》一课时，提前发放了面包、土豆、肥瘦肉、淀粉等多种食材和相应器材。虽然教师是统一放置在实验盒中的，但是从上课到下课，学生对材料的兴趣远远超过了对新知识的兴趣。调皮的孩子拿着食材尝了起来，甚至个别小组为了争抢食材吵了起来，课堂就在一片混乱中结束了。显然，该教师事先没有预料到四年级的孩子还是那么容易被“诱惑”，还来不及提醒学生实验时的注意事项，就因为学生兴奋过了头而乱了方寸，之后也没有相关的对策。
　　 教师作为实验活动的调控者，课前一定要全面考虑，想清楚：材料什么时候发？什么时候收？怎么放？等等。只有自己先把课堂上学生要做的实验认真做几遍，确保自己实验操作的规范和熟练，并做好记录，才能做到心中有数，告诉学生什么地方要注意，什么地方需要学生仔细观察。有多个实验的话材料不要一次都給学生，有发有收，用时与之，这样学生才能更加专注在当前的实验上。等学生在动手做实验时，或出现意外时，教师就可以有针对性地加以指导，这样才能确保实验活动的顺利开展。
　　 三、关注细节，提升成功率
　　 细节决定成败。关注并加强实验细节的设计与指导，对于实验成功率的提升具有很大帮助。
　　 如《声音是怎样产生的》一课中，让学生探究尺子发声的秘密。这时，尺子怎样摆放？怎样拨动？从什么角度来观察？这些都很关键。万一尺子在拨动中没有按紧，发出的声音可能不是单纯的拨动尺子所发出的，而是尺子碰撞桌子后发出的。那发出的声音到底是什么物体发出的呢？这就会让学生产生疑惑，使实验失去了有效性。因此，笔者在执教时不仅提醒学生要按紧尺子，出示图片，还要请学生做示范，这样，大部分学生在实验后都较顺利地发现了尺子发声的奥秘。
　　 在我们的科学实验教学中，大部分实验都要求学生规范地操作。如温度计、弹簧测力计的使用和读数，其操作的规范程度会直接影响到实验的准确性。再如酒精灯的使用，我们都会让学生牢牢掌握怎样点火、加热、熄灭等，因为安全无小事，我们必须重视。这些问题上学生一般十分小心，但是使用酒精灯时，还有一些小细节是学生不太注意的，比如灯帽要立方在桌面上，用完的火柴不能直接扔在桌子上，教师需要提前准备一个玻璃皿。在学生做实验时，教师要加强巡视，时刻注意学生的不规范操作，及时纠正。经过一个阶段的训练，学生就能形成规范的操作技能，养成良好的实验习惯了，这样对于提升实验的成功率大有裨益。