①找新材料替代。常用的硫代硫酸钠(海波)其导热性能好、熔点低、无气味、融于水、清洗方便。但利用海波进行实验，冷却过程会出现过冷现象(图7a即温度低于凝固点仍不开始凝固)，加上海波在实验过程中有结晶水损失，故不能重复使用。
②从改变萘的形状着手。粉状导热性比块状好。所以实验前，把萘研成粉末，要求颗粒均匀。
③从改变萘的结构着手，在萘粉内拌入金属粉末、金属细丝或导热铜片(图7b)作媒介改善导热性能。
④从工艺上采取措施。实验过程中不断地对萘进行搅拌，使各部分温度一致，直至萘全部熔化。为了达到较好的搅拌效果。人们设计了各种不同搅拌器(图7c)，这些搅拌器不仅起搅拌作用而且起导热作用。
⑤改变导热形式，使本来以热传导为主要形式变为以辐射加热为主要形式。具体方案有：
a.把试管做成夹层，这样水浴时使封闭空气受热，通过热辐射对萘粉加热(图7d)。
b.选用新热源，利用远红外线作热源，远红外线穿透本领大加热性能好，完全能满足萘熔化实验中对热源的要求。
牛顿管实验改进
是我们熟悉的牛顿管，它主要用来演示自由落体运动，并从中引出自由落体运动的定义。要求用实验说明“不同物体的自由落体运动，它们的运动情况是相同的”。原演示存在哪些缺点呢？由于物体的下落是把玻璃筒翻转来实现的。因此不可避免地出现如下几个缺点：
①将玻璃筒倒立的过程中，筒内重物具有了初速度。
②由于重物的初速度具有水平分量，所以如果没有器壁阻挡，它的运动轨迹将是一条抛物线，而不应是垂直下落。
③重物在运动过程中除了受到重力以外还受到了器壁的作用力。以上三点都与自由落体运动的定义不吻合。
④学生的视觉和思维来不及跟随。因此，该实验演示自由落体运动不够理想。
针对上述缺点，对牛顿管实验进行改进。玻璃管内重物采用铁片和粘有微小铁屑的羽毛。实验时先将铁片和羽毛用磁铁吸在玻璃管的顶端，由于玻璃管内有空气，所以取去磁铁，铁片和羽毛同步下落时受到重力和空气阻力作用，因此羽毛落得很慢。再将两个物体重新用磁铁吸住，用抽气机将管内空气抽掉，取去磁铁则两个物体仅在重力作用下，以初速为零垂直同步下落了。这样改进后，教师可边讲边演示，学生观察显得很从容。
“缺点列举法”是人人学会就能用的简便有效的创造技法，因此被誉为创造发明的捷径。“每一个缺点就是一条创造之路”，只要我们克服习惯思维的影响，从思维定势中跳出来，对现有的物理实验“挑毛病”，把“还有什么缺点要改进”，放在脑里，就会激发我们去思考，去改进，去创新。
物理实验创造的逆向思维法
每个人几乎都有自己的习惯思路，遇到问题总喜欢往早已形成定势的圈子里套，但是好主意、好办法往往在摆脱了习惯性思维后才会产生。“逆向思维法”是改变一般思维程序，即把事物反过来看，并由此解决问题，产生新的产品和成果的创造技法。在某些物理实验教学的研究中如果墨守成规，按照通常的思想方法去研究，往往效果不佳，把逆向思维法引进实验教学，在教学中将正面、反面两种现象有机结合，交替显示，或改变演示程序，获得殊途同归之效。这些实验对解决教学中重点内容可起到事半功倍之效，上海风华中学冯容士、陈奕荣老师作了举例说明：
双金属片实验
双金属片实验是为了说明在相同条件下，物体的材料不同，热膨胀的大小一般也不相同。把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧铆在一起，做成双金属片，对它加热，就会向铁片那边弯曲，这表明当同样受热时，铜片膨胀比铁片大。有人将双金属片浸没在冰水里，双金属片会向反方向弯曲。这可以说是逆向思维技法在实验中最简单的应用。
对复杯和托里拆利实验的改进
在大气压强的教学中，为使学生确信大气压的存在，总要演示如图1(a)所示的“复杯实验”。当水杯倒置后纸片不会落下，水不会流出，这个实验简单易行，效果明显，照理是说明大气压存在的极好实验，但事后学生常对这一现象认为是水把纸“粘”住了。
托里拆利实验可以进一步证实大气压的存在，而且可以测出大气压的数值，但实验后学生常问：为什么说水银柱是大气压支持的？为什么水银柱产生压强正好等于大气压？
上述两个内容学生为什么会很难接受呢？原因也许是多方面的，如果根据逆向思维法“反过来想一想”设计一些“如果没有大气压将会出现什么现象”的实验，会是怎样教学效果呢？
根据上述思路，我们将复杯实验中的杯子底部开个小孔(可用塑料杯)［图1(b)］。演示时，先用手指按住小孔，实验结果和前述相同，但当放开按住小孔的手指时，纸片随即落下。
同样，根据“逆向思维法”这一创造技法，为了解除复杯实验中的疑问，还可以设计在大口玻璃瓶内做这个实验［图1(c)］，当瓶内空气逐渐抽走时，最后会观察到纸片落下的现象。
为了说明托里拆利实验的结论，如果在传统的托里拆利实验后，再按图1(d)所示装置做一个辅助实验，当用两用气筒抽气或加压时，学生目睹到水银柱随着模拟的气压变化而下降或上升的动态变化过程，帮助学生确信水银柱是大气压支持的正面道理，这样，学生存在的：“大气压数值上等于水银柱产生的压强”的疑问也迎刃而解了。
对上述实验，把演示程序变换一下(这也是逆向思维法的手法之一)，也能收到同样的效果。
把两端开口的玻璃管下端浸入水银槽内，上端接橡皮管抽气，当管内空气逐渐抽出时，管内水银面逐渐上升，可使学生确信管内的水银柱是大气支持的道理。
上述一组实验中，由于采用“正面”肯定，“反面”否定相结合，实验过程正反交替，产生的知觉具有完整性，鲜明性和深刻性，达到比较理想的教学效果。
“二力平衡”和“连通器原理”实验演示方法的改进
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相同，方向相反，并且作用在同一条直线上。
“连通器原理”实验中，只有连通器各容器敞口，内装同种液体，且在静止的情况下，才能出现液面相平的现象。
这两则内容，如按教材上平铺直叙处理，教学效果不太理想。如果“反其道而行之”，设计一些不满足上述条件的演示实验，学生留下的印象是否能更深刻些呢？
如演示“二力平衡”的条件实验时，可以准备如图2所示的实验装置，用方形卡片纸(重量轻些较好)作为受力物体，卡纸的两个对角分别用线穿过并结牢，线的另两端绕过演示板上的滑轮并挂上砝码。
演示按下述图序步骤进行，(1)用手按住纸片，然后放手，纸片转动；(2)按住纸片，然后放手，纸片向一侧移动；(3)按住纸片，放手后纸片不动。由此可以初步总结出互相平衡的两个力，一定是大小相等、方向相反，且在一条直线上；(4)在上述结论基础上再按纸片上所画虚线将纸片一剪为二，平衡破坏，砝码、纸片都落下，从而进一步指出二力平衡还有一个重要前提，即两个力一定要作用在同一物体上。
在演示“连通器的原理”实验时，可准备一套用软胶管连起来的两根直玻璃管，内注入红色水(图3)。
演示步骤为：(1)将B管上下运动，液面无法保持在同一水平高度；(2)用食指封闭B管口并向上提液面，出现高度差；(3)在有红色水的连通器中再注入少量煤油，液面也不在同一水平高度。由此很容易得出连通器液面相平的条件。
这两则实验由于有“反面现象”作背景，使“正面现象”从背景中被衬托出来，提高了感知的效果。
牛顿管实验
前面我们提到，为了说明“不同物体的自由落体运动，它们的运动情况是相同的”，曾举过牛顿管的实验，一般在演示中先是用筒内有空气和抽去空气后落体的不同情况来说明自由落体情况的。如果在教学中采用逆向思维法对这个实验进行研究，是否也有启示呢？
实验中采用对管内充气和不充气进行比较，可以明显发现，对牛顿管充气，纸片比钱币落下的速度远比不充气管内纸片比钱币落下速度慢，实验把空气阻力的作用明显表现出来，从此可推出，空气越稀薄两者落下的速度越接近的结论。
扩散云室的改进
威尔逊云室从1911年发明至今，对推动近代物理学的发展起过重要的作用，通过云室可观察到α射线、β射线等粒子的径迹。它是当前中学物理教学中用来探测放射线的方法之一。
但由于威尔逊云室显示时间很短，只有几十到几百毫秒，径迹瞬间即逝，加之工作效率低的缺点，故国家教委在中学理科教学仪器配备目录中，已列入扩散云室。
图4所示是低温扩散云室，它是一种连续工作的云室，因此取消了膨胀系统，具有结构简单，操作容易等特点，提高了教学效果，但是由于低温扩散云室要使用致冷剂(干冰)，一般中小城市很难购到，加之实验时瓶内温度低于室温，使玻璃瓶外结霜，影响照明和观察，不便于教学。
怎样解决低温扩散云室的缺点，进一步提高扩散云室实验效果和普及使用范围？根据逆向思维法指导，“低温”有缺点，是否可改成“高温”？现已投入生产的高温云室就是在这种思想指导下研究成功的。
低温扩散云室是在云室底部中心用干冰块产生-70摄氏度以下低温与顶部室温10-30摄氏度的温差来造成足够的温度梯度。如果在云室顶部采用电热加温产生100-120摄氏度高温，底部为室温的温度差，造成足够的温度梯度。由于这种扩散云室的最低温度部位不低于室温，所以不会凝结空气中的水分，更不会结霜影响照明和观察的清晰度。由于在顶部将工作液蒸发为蒸气，而在底部工作液蒸气又凝结成液态，云室壁上几条垂直棉条又将工作液体吸至上部蒸发(图5)，如此循环，所以在使用中可以长期连续观察而不需要补充工作液。从而改善观察效果。
这种由低温到高温，不仅使仪器的操作大为方便，而且观察效果得到显着提高。更重要的说明摆脱习惯思维，运用逆向思维技法可设计出许多人们意想不到的实验。
研究浮力产生原因的实验
浮力产生原因是液体对物体向上和向下的压力差，为了证实这一结论，有人设计了如图6(a)所示的浮体，浮体的五个立面上都蒙有橡皮膜，为了使浮体正常工作。浮体设有气管，这样当浮体浸入水中时，从观察窗可了解各个立面上受力情况。这个装置可说明浸在水中的物体存在上下压力差，但没有揭示浮力产生的原因。如果我们不是正面去显示压力差，而是反过来想一想，即“如果浸在水中物体没有压强差”或者说失去压强差的条件，浮力不是就没有了？如果实验能证实这一点，不是从反面证实浮力产生的原因了吗！
正是在这种逆向思维指导下，有人设计了多种实验方案。
如图6(b)所示，取一块端面平整的蜡块放入水中，蜡块会上浮，当把蜡块端面平整的一面与容器底紧贴，这时放手后蜡块不再上浮，浮力怎么消失了呢？水对物体的浮力就是水对物体的上下压力差。由于蜡块和容器底紧贴的端面没有水的向上压力，因此水对蜡块不产生向上的压力差，蜡块就不再浮起，如果用棒把蜡块轻拨一下，使端面与容器底部有微小间隙，蜡块又浮起来了。
图6(c)所示的装置，设计更巧妙了。容器隔成上下二层，隔层中间开有圆孔，另插有两根细管，长的一管露出容器外，演示时在容器内放上蜡块，蜡块盖住隔层中间的圆孔，用手指堵住长管管口，同时轻轻向容器内注水，当蜡块被浸没后仍不浮起，这是因为蜡块下端面没有水的压强，所以失去产生浮力的条件。当堵住管口的手指放开后，容器上层的水通过短管进入下层，当水升到蜡块下端面时，蜡块即浮起。
我们根据上述思路也可以采用更简单的方法来进行这个实验。将可乐瓶剪去一截成一漏斗状容器，让一个乒乓球把瓶口轻轻堵住。向瓶内倒水，可以看到浸在水中的乒乓球虽然排开一定量的水，但并不浮起，用手将瓶口堵住(或用瓶盖将瓶口盖上)让从细槽流出的水聚集在乒乓球底部，这时乒乓球向上浮起，见图6(d)。
这类演示的独特作用是学生能够从“知”的环境中发现“未知”。使他们原有的认知结构(物体受到浮力)与面临的现实(浮力消失)产生矛盾，造成心理上的不平衡，从而产生探求新知(浮力产生原因)的强烈愿望。
运用逆向思维法设计实验，一定要深刻钻研教材，明确每一个实验所要达到的目的和具体要求，抓住关键，恰到好处地设计实验或改进演示方法，应用时要注意分寸，谨防滥用。
物理实验创造的强化技法
强化技法就是对某些关键因素给于加强，或通过削弱一些非关键因素，使关键因素得到突出。这种技法应用时先要研究哪些是关键因素？哪些是非关键因素？然后探讨“削弱”和“突出”对象达到强化的目的。
在物理演示实验中，上海风华中学冯容士、陈燮荣老师研究认为“强化”就是要增加关键的需感知部分的强度(正强化)，或者排除一些“无关和次要”的现象(负强化)，突出要研究的对象或现象；显露“隐性”的或“不明显”的现象，这里所讲的“排除”、“突出”或“显露”就是指的要优于一般，即“强化”。对同一物理实验在具体操作时可采用“正”“负”强化手段，也可以同时采用。如光学实验中增加光源亮度为正强化，使房间变暗为负强化。为达到理想的效果经常是两种手段同时采用。
突出主要因素，设计“液体分子间存在空隙”的实验装置“液体分子间存在空隙”的实验一般是通过在长直玻璃管内水和酒精混合后总体积减少的现象来说明的。两种液体混合液面下降越多，效果越显着。“液面变化显着”显然是这个演示所需强化的内容。适当减小玻璃管的直径或增加相混两液体的量都能达到这个目的，它们是本实验的关键因素。当相混的两种液体的量一定时，减少玻璃管直径可达到目的，但管径一细，可见度受到影响；若保持管径不变增加相混液体量，势必会增加管子长度，给演示带来不便。如何把两者统一起来呢？根据强化技法思路，可设计图1所示的实验装置，其中长玻璃管可用化学实验中的移液管代替，这种玻璃管既不增加管子长度，又可容纳较多液体。玻璃管中间体积越大，则混合后液面下降越多，效果越明显，这种设计“突出”了实验的关键因素，达到了“强化”的目的。
显露“远距离输电”实验中所消耗的能量
远距离高压输电的演示实验(图2)，一般是用电阻丝模拟长输电线路，当用低压交流电源作输出时，灯光(R2)很暗；当通过变压器升压，作高压输电时，可看到灯(R2)变亮，这就表明改用高压输电后能量损失减少，但低压输送时能量在哪里损失了？以什么形式的能损失的？学生难以直接从实验中得出结论。
