实验能够创造最确实、最少受干扰，并保证过程以其纯粹形态进行的物理环境。它创造了理论密切联系实际的学习过程。在这个过程中蕴藏着极其活泼的因素。它不仅能活化学生学到的物理知识，而且能引导学生像科学家那样去观察周围的事物，用实验手段去验证事物的属性，发现事物的变化、联系和规律，让学生从中学习科学的研究方法，掌握科学的学习方法。实验是对学生进行创造意识训练和科学方法训练的有效途径。而实验本身就是一种基本的科学（研究）方法。一般来说，物理实验的基本方法有四类，学生通过物理实验，能使这些科学方法得到训练。
     1．实验归纳法这是一种由个别到一般的研究方法。也就是根据研究目的人为地控制条件，从大量的实验现象中寻找其普遍特征，进而概括出规律的方法。例如，伽利略18岁时在教堂烛架摆动的启发下，研究了单摆运动，归纳概括出了单摆运动的等时性。就是采用了这样的方法。实验归纳法的特点是：实验在前、结论在后；实验就是探索规律的主要手段。这种实验常称为探索性实验。这是中学物理教学中最常见的实验方法。
     2．实验验证法这是一种推理、判断在前，实验验证在后的研究方法。也就是在已知的物理理论和实践的基础上，或是在出现了与已知理论根本冲突的物理事实时，经过推理、做出假设和预言，并通过实验来检验其真理性，最后肯定或否定论断，从而得出可靠的结论。例如，麦克斯韦在总结了从库仑、安培到法拉第等人的电磁学说全部成就的基础上，提出了“涡旋电场”和“位移电流”的假设，并由此预言了电磁波的存在。1887—1889年，赫兹的振荡器实验证实了电磁波的存在，并证明了电磁波和光波的共同性质，把光波和电磁波统一了起来。从此，麦克斯韦的电磁学说便成了电磁理论的基石。实验验证法往往与想象、推理、判断等思维形式结合在一起构成所谓“演绎”的科学方法。它是人的认识能力的创造性表现。这种能力能促使科学家超前于实验而推动科学的发展。在这里，物理实验既能鼓励科学家们大胆设想、勇于创新的精神，发展其预见能力；又能无情地否定那些谬误，防止科学家走上歧途（对于学生也是如此）。因此，验证性实验仍然可以说是科学发展的动力之一。探索性实验与验证性实验是两种类型的研究方法，教学中运用得当，都具有启迪思维、探索真理的作用。
     3．真实实验与理想实验相结合的方法真实实验是人们能够实际进行的实验活动。理想实验是人们在头脑中塑造的一种理想过程，是逻辑推理的一种方法和形式。理想实验和真实实验有着相似的特征和目的，就是将研究的对象加以“纯化”，以便在最少受干扰和影响的条件下，概括出所研究对象的特性和本质。所谓真实实验与理想实验相结合的方法，就是在有限的实践基础上，经过推论、判断，得出理想条件下的物理规律的方法。例如，伽利略建立惯性定律时设计的理想斜面实验、爱因斯坦建立狭义相对论时设计的关于同时性的相对性实验，等等，都是理想实验。真实实验是具体的实践活动，可以作为检验物理真理的标准，而理想实验不但不能作为检验真理的标准，而且它本身得出的结论还要由真实实验来判断正确与否。因此，理想实验要依赖于真实实验。
     另外，真实实验的纯化是相对的，无论在什么条件下都不能创造出绝对纯的环境，总要受到外来干扰的影响，因此真实实验总是具有误差。而理想实验的纯化是绝对的，它想纯化到哪个程度就能纯化到那个程度，且不会产生误差。特别是真实实验要受到当时科学技术水平的制约，而理想实验则可以超越当时的科学技术水平而充分发挥人的思维能力，比真实实验更抽象、更概括、更深刻。因此，理想实验又高于真实实验，它能通过直觉更深刻地反映物理现象的本质，揭示出事物间的内在联系，它是人们认识能力高度发展的体现，在推动物理学发展的过程中起着重要的作用。在中学物理教学中也需要借助这种研究方法，以帮助学生建立概念和认识规律。例如，在测定有限次平均速度的基础上，推论到位移趋于零时平均速度的极限，从而建立即时速度的概念。运用这种理想化方法，可以发展学生的想像力和逻辑推理能力。
     4．追溯机遇的方法由于偶然因素，物理实验有时会出现实验者并未意料到的、有重要科学价值的新现象，这就是机遇。由于已知的物理理论不容易解释这种新现象，所以，机遇常常预示着物理理论的新发展，是新理论的先兆。追溯机遇的方法，关键在于凭借丰富的知识积累和敏锐的洞察力及时抓住预定实验目标之外而常被人们看做微不足道的偶然目标，追根溯源以获得科学上的重大突破。例如，奥斯特在一次偶然的机会中发现了通电导线使附近小磁针发生偏转的现象；伦琴在一次偶然的机会中发现了X射线，都可以作为这种方法的实例。