我们对探索性实验的定义是：由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，让学生自己拟定实验方案，制订实验步骤，独立地通过实验的观察和分析去探索研究，从而发现“新”的物理现象，并通过建立物理模型来解释实验现象，总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验.
　　下面谈谈高中物理探索性实验的设计原则.
　　一、探索性设计原则
　　所设计的实验包含的物理规律需要学生去挖掘；实验的条件和结果之间存在着较大的距离，需要学生去跨越；解决问题的方法与途径不太明确，需要学生通过尝试错误，提出假设并验证假设来寻找.
　　提出这一原则基于以下原因：探索性实验作为一种发现学习活动，首先需要学生进行深入仔细的观察，并对外界输入信息和刺激进行过滤，唤起并指引注意作出有选择的记忆检索，并结合输入信息进行评价，从而提出假设，进行错误性尝试，以便检验假设.这样，学生在解决问题的过程中，不仅能学会并形成一定的认知策略和技巧，同时也激发了他们的智慧潜力，并有助于形成内在的学习动机.
　　因此，探索性实验的性质本身要求我们的设计要在条件与目的之间设置“障碍”.在越障的过程中，学生实际上是通过思维的中介在条件与目的之间架起一座认知“桥梁”.这种越障过程既包括发散性思维，同时又包括辐合思维.发散性思维不直接加工信息，它主要提供解决问题的方向与方法，它属于执行控制过程，它属于影响问题求解过程的认知策略范畴.待问题求解的方向与方法确定后，又需要辐合思维进行逻辑推理，按已确定的方向深入下去直至解决问题，从而在这一探究的过程中培养学生的创造性思维.
　　从探索性实验的教育目的来看，由于探索性实验是建构学生良好认知结构的手段与方式，其信息刺激是一种新颖、适宜的刺激，因而，决定了实验设计一定要具有探索性.探索性的意义在于它给出的新颖、适宜的刺激能在学生的头脑中引起认知冲突和危机，从而促使学生积极、主动地建构他们的认知结构.
　　二、趣味性设计原则
　　探索性实验的设计要考虑学生的心理特点和认知水平，实验设计要求生动、有趣，能使学生在进行实验探索时，自始至终保持很高的兴趣.
　　在探索性实验设计中强调趣味性是因为，探索性实验作为一种学习活动，不能依靠教师的督促使学生完成，而要通过设计良好的实验本身来激发学生的兴趣.使学生从好奇出发，进而发生兴趣.只有这样，才能使学生自觉自愿地参与实验探究活动.
　　探索性实验作为学生探究行为的目标或诱因，它还具有诱发和激励主体的有目标指向行为的作用和功能.生动有趣的实验本身会使学生产生暂时性的兴趣，而解决问题的探究以及成功地解决问题，又会使学生的暂时性兴趣转化为持久兴趣.兴趣作为主体的一种内驱力，它刺激主体并引起反应（活动和动作），反应的结果则导致主体需要的满足.当需要（探索的愿望）和内驱力（兴趣）指向某种特定的目标（探索性实验）时，主体便获得了动机.
　　三、理论联系实际设计原则
　　探索性物理实验的设计不仅有观察、测量的过程，而且需要建立物理模型，对实验的现象和结果用根据物理模型得出的表达式进行解释，培养学生运用理论解决实际问题的能力.
　　在设计中提出这一原则是因为，我们对物理实验的教学功能缺乏深入的研究，存在着一种普遍的观点，认为实验是附属于理论、服务于理论的手段.实验的目的和作用常被归纳为正确观察、测量、读数和记录数据.根据实验数据验证物理规律.其实，物理实验不仅仅是用作训练技能，验证规律，而且它也是探索物理现象和规律的手段之一.它与物理理论相伴而行，密不可分.
　　四、简易性设计原则
　　实验的设计要尽可能采用较少的仪器，所使用的仪器要尽可能简单，设计的选题要尽可能与日常生活实际相联系，实验的原理要尽可能在高中物理范围之内.
　　提出这个原则是因为，探索性实验作为实验教学的一种形式，它由教师给出实验课题、提供实验器材、提出实验要求，让学生自己设计实验方案，并选取日常生活中的一些物品作实验器材，自制一些简单的仪器或零件.就地取材，用简单的器材，做实验的方法还有教育意义.这样做，能使学生感到物理就在自己身边，研究物理并不神秘，从而调动学生的学习积极性、主动性，培养学生的创造精神.
　　采用简单的器材还容易突出实验的物理原理，而不为那些复杂的结构所干扰，因而能获得更好的效果.事实上，实验的效果往往与仪器的复杂程度成反比.
　　麦克斯韦在评价简单仪器时说：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器虽然经常出毛病，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西.仔细调整的仪器学生易干依赖，而不敢拆成零件.”这很好地说明了简单仪器特有的教育价值.