学生不仅应该掌握必要的科学文化知识，这应该有观察实验和分析实验现象以及认识本质，发现规律和运用规律的能力。加强物理实验教学是培养这方面能力的主要途径。物理实验教学是以观察和实验为基础的，以通过观察、演示实验，能够使学生对物理事实获得具体的认识，这种认识能培养学生的自学能观察和实验能力，以及思维能力和创造能力。

在中学物理学习过程中，要形成物理概念和认识物理规律，物理教师必须根据中学生的年龄特点和心理特点来组织教学。运用物理实验，可以引导学生的好奇心，激发他们的求知欲，通过具体、生动、变化多端的物理现象来逐步形成物理概念和认识物理规律。同时“物理学家是在自然过程表现最确切，最少受干扰的地方考查自然过程，或者是在保证过程以其纯粹形态进行条件下从事实验的物理实验能够确实的”。物理实验能够确实的排除干扰的物理环境中认识物理规律。学生在这种物理环境中，在教师的启发下，通过观察、度量获取感性材料，通过最简洁的思维活动建立概念，总结规律，并把理论认识运用于实践。由于在物理教学中学生处于主体地位，他们可以获取探索物理知识的主动权掌握学习方法，培养自学物理能力，为以后系统地学习现代科学技术或生产技术奠定必要的基础。如人们生活在空气的海洋中，却很难感受大气压的作用，可以演示“马德堡半球”实验，让学生参与拉两“半球”，同时为了让学生身临其境，还可以让学生用塑料吸钩模拟这个实验，使学生在惊呀之余，理解大气压强的存在，同时领悟大气压强的值很大，使物理现象具有直观性、趣味性和明显性。

物理学中的观察是指直接运用感觉器官或间接借助仪器对自然现象和实验现象的感知过程，由于观察是获取感性材料的途径，是进行思维加工的前提，同时具有观察能力是学生今后从事研究的必不可少的教养。法拉弟说：“没有观察就没有科学”，通过实验，可以使学生学会观察对象的主要特征及其变化条件，进而注意各方面与各部分联系，最后获得较全面和深刻的认识和观察方法，能教育学生在观察事物各部分时必须明察秋毫，在观察整体时必须把各部分联系起来，切忌粗枝大叶和坐井观天，培养学生通过现象看本质的能力。同时这能培养学生学会使用仪器，作必要记录，会根据实验结果得出结论等方面的能力。如在讲超重和失重现象时，可以在弹簧秤下挂一个砝码，用手向上提弹簧秤，观察上提的全过程进行全面观察，为了观察的深刻，可将弹簧秤换成超重、失重演示仪，采用记忆元件，分别记下超重、失重的瞬间现象进行观察。这样不仅培养了学生的观察能力，还培养了他们的实验能力。

实验是手脑并用的实践活动，中学生通过理解实验原理，操作实验仪器，观察实验现象和分析实验结果等活动，不仅能掌握知识，培养学生观察能力，还能促使手脑并用培养学生思维能力。在实验过程中，通过观察实验现象，提出思考性问题，通过分析，归纳，推出结论，培养学生的思维能力，通过实验数据的处理，找出有关物理量之间的关系，提高推理判断能力。通过理想实验的设计分析，培养学生抽象思维能力，为了进行正确的思维活动，通过认真而又深入的观察，指导思维的深入，在思维指导下的熟练操作又往往是产生创作的源泉，使学生手脑结合，不仅使学生了解怎么操作，而且了解为什么这样操作，使学生得以动手促动脑，以动脑指导动手，从而在手脑并用中锻炼了动手能力和思维能力。又由于观察为思维提供了原材料，将观察到的材料进行抽象和概括，由形象感知到抽象思维，使事物具体化，抽象概念具体化，不断循环往复螺旋式上升，这不断使认识升华，而且开拓了思维。如在讲分子引力之前，先演示学生熟悉的大气压强实验。用一只注液器吊起约四千克左右的重物，这时教师问：“后者挂起重物的原因是什么？”可能有的学生会不假思索地回答：“这是大气压强的原因。”这表明学生还没有注意仔细观察，开支脑筋，在此情况下，可引导学生仔细观察两块铅圆柱的接触面，发现两接触面之间有许多透光的缝隙，说明中间不是真空，掰开圆柱体以后，可见它们相互接触的有效面积甚小，让学生与前一实验比一比，算一算，从而建立新的概念——分子力。