本书广容先进思想， 重组知识单元， 打破了传统的按照力、 热、 电、 磁、 光、 近代物理等物理学分支学科设置实验项目的旧格局， 建立了以物理实验的基本知识学习、 基本技能训练为目标， 以科学实验的基础能力和创新能力培养为主线的“层次化结构、 阶梯式教学”新模式。将精选的实验项目分为预备引导实验、 基础实验、 综合性实验、 设计性实验、 研究创新性实验等五个层次。每个层次按难度递增排序， 更能循序渐进的实施教学。

在本书的编写中， 体现了以下原则：夯实实验基础。

基础知识是构筑整个学科知识大厦的根基， 只有基础打好、 框架构好、 营造出空间， 才能逐步拓展， 培养创新能力， 这对于任何课程来说都至关重要。大学物理实验课程的基础知识主要包括： 误差及数据处理、 基本仪器使用、 基本测量方法。第一章为绪论， 集中介绍物理量的测量误差和数据处理方法， 而这些知识的具体运用， 则贯穿于后续各章的所有实验， 以便学生在知识的反复应用过程中， 逐步掌握误差理论中的标准偏差、 不确定度概念， 以及列表法、 逐差法、 作图法和最小二乘法等实验数据处理方法。第二章为预备引导实验， 是考虑到目前中学物理实验教学参差不齐的实际情况而安排的， 用于弥补相当一部分同学中学阶段实验基础之不足， 同时结合网络及多媒体手段， 提供丰富的实验资源， 开阔学生的视野和思路， 激发学生对物理实验的学习兴趣， 使整个教学起点适中， 落点较高。第三章是基础实验， 要求学生能正确操作基本实验仪器（如望远镜、 电桥、 电位差计、 示波器、 分光计等)， 深入理解基本测量方法(如比较法、 放大法、 转换测量法、 模拟法、 补偿法、 干涉法等) ， 熟练掌握基本操作技术（如零位校准、 水平调整、 铅直调整、 视差的消除、 光路的等高共轴调整、 逐次逼近调节等）， 本章采取了较为详细的叙述方式， 不仅原理叙述清楚、 公式推导完整， 还给出了指导性的实验步骤， 以便学生在初始阶段就能掌握物理实验的规范要求。上述三章作为物理实验课程的铺垫， 旨在指导学生练好基本功。

突出综合设计与创新。第四章为综合性实验， 篇幅较大， 主要体现力、 热、 电、 磁、 声、 光等物理知识的综合运用、 多种测试方法和技术手段的综合使用。第五章为设计性实验， 在明确实验目的、 要求和实验仪器的条件下， 由学生自拟方案、 自主设计与操作， 以培养其实验设计能力、 独立实践能力。第六章为研究创新性实验， 从科学研究的实际出发， 引伸和提炼问题， 进行具有科学研究性质的创新探索， 完成实验后提交小论文或实验研究报告。这三章开设了40余个实验项目， 为各专业学生提供了广泛的选择余地， 以培养学生综合实验设计能力和创新意识。

注重科研成果向教学内容转化。实验项目的更新是一个长期的动态过程， 而教师的科研实践则是其源头活水， 因此， 作者注意博采众长， 将相关教师的科研成果转化为实验教学内容。这种富有特色的实验项目对学生的训练是全方位的， 既能使学生充分理解物理实验原理、 技术方法的具体应用， 又能使学生从身边教师的科研实践中了解科学研究的一般方法， 从教师的言传身教中感受其人格魅力。如： 实验6-1源自谢书银教授10余年科研探索的优秀成果——硅片抗弯强度测试的圆片冲击法， 从势能、 动能转换和弹性碰撞定律出发， 结合力学中的薄板小挠度理论， 得出了更准确、 更方便的测试方法， 建立了该行业的国家标准——“硅片抗弯强度测试方法(GB/T15615—1995)”。我们将这项成果转化为实验教学项目， 并且由发明人亲自讲授示范课， 增强了实验的生动性和感染力。

强化科学素质教育。本书在每章首页引入名人名言， 使学生在学习物理实验的同时， 始终浸润于陶情励志的文化氛围之中。本书在部分实验项目之前引入与实验内容相关的诺贝尔物理学奖主要事迹， 可使学生从著名科学家的研究探索历程中获得启迪， 受到鞭策。书末则采用附录形式列出了诺贝尔物理学奖大事记， 勾勒了一幅物理学发展的全景式历史画卷， 拓展学生视野， 激发学生兴趣。