哈工大報訊（梁英爽/文）雖然隔屏教學解決了常規授課問題，但需要進入實驗室動手的大學物理實驗課該怎麼開？怎樣設計教學方案，提高學生的動手能力？自2月24日全校啟動網絡授課以來，我校教師和學生衝破時空的阻隔，相聚「雲」端在線開展教學和學習活動，而實驗教學則成了師生必須共同邁過去的「坎兒」。
為此，我校物理學院物理實驗中心教師「十八般武藝齊上陣」，推出了寓教於樂的「哈工大居家實驗方案」。一顆紐扣，一部手機，一把尺子都搖身一變成了實驗器材，既保證了疫情防控期間物理實驗教學的進度和質量，又能讓學生更關注身邊的物理學，進一步將物理知識跟具體的實際聯繫起來，做到活學活用。
一場未經演習的實戰
網絡教學準備工作啟動以來，物理學院就組織實驗中心教師每周召開一次在線研討會議，針對學生不能返校開展實驗學習的問題，35位實驗課任課教師精心設計教學計劃，結合生活中的物理現象，通過大量試做和反覆討論，設計了三個系列共15項居家自主實驗項目供實驗課使用。
目前開發出的居家實驗項目有：用單擺測量重力加速度、蛇擺的設計與製作、克拉尼圖形、夫朗禾費衍射實驗－單縫衍射與細絲衍射、物體散熱規律實驗等。針對學生在家缺少實驗測量傳感器的問題，手機傳感軟體「PHYPHOX」也能派上用場，它可以實現「加速度、聲音頻譜、磁場、光強」等基本實驗測量。
「目前所推出的實驗項目，都是我院李俊慶、黃麗、魏波、趙景庚、婁秀濤和劉偉龍等教師自主開發的，是其他院校同類實驗中所沒有的。設計的實驗都和本學期學習的內容接近，題目新穎、有趣，家中也容易找到實驗的材料。因受到疫情的影響，學生在家都挺「鬱悶」的，我們的目的就是讓學生學得高興。」物理實驗中心主任趙海發老師說。
一次教學改革的契機
「剛開始的時候有點手足無措、無從下手，畢竟是拿生活中的一些物品替代了實驗器具，但不會的問問老師，也都能解決，群裡老師很多，回答問題也很快，而且非常詳細。」化工與化學學院大二學生王陽明說。
實驗中心教師通過7個QQ在線群實時指導和解答學生實驗中的各種問題，鼓勵學生發揚創新精神，積極探索解決問題的途徑。對有畏難情緒的同學給予鼓勵，耐心地和他們一起分析問題、尋找解決問題的辦法。在教師的鼓勵下，學生們都積極嘗試，想出了很多好的辦法，比如用螺帽、麵團、小金桔等作為擺球開展單擺和蛇擺實驗，利用分析聲音的頻譜研究樂音的規律等，這些嘗試都取得了良好效果。
開展居家實驗雖然在一些方面不如在學校方便，但也有不少好處——不是簡單地利用網上實驗仿真軟體來學習物理實驗知識，而是通過學生自主動手實驗和探索，找到問題的答案和解決方法。
「完成一次居家實驗，需要學生完全自主搭建實驗設備，在此過程中會遇到不少困難和問題，這不僅鍛鍊了學生的動手能力，也改變了學生的學習觀念，讓學生主動發現問題、研究問題、解決問題，這是我們實驗教學的目的。」物理學院副院長張宇老師說，「作為教師，要有社會責任感和歷史使命感，我們要以此為契機，改革我們的實驗教學，指導學生能夠在任何場合下，對於一些具體的現象能用物理的原理去分析，我們還要把這個實驗模式固化下來，將來學生返校後，實現線上線下教學的有機結合。」
一次以物理為話題的心靈交融
目前，已有1000餘名學生完成了居家實驗，學生利用居家閒暇時間自主實驗學習、動手實踐、撰寫電子版實驗報告，每個過程都可以得到實驗任課教師的在線指導和幫助，這個過程為師生交流互動搭建了一個良好的平臺。
「在家做實驗肯定會遇到很多問題，大家把自己的問題發到群裡。實驗前、實驗時、實驗後都可以和老師交流，感覺很方便，效果很好。」材料學院大二學生荊馨儀說，有一次，講樂音實驗的趙海發老師給她講了一兩個小時，直到她弄懂為止。
隨著課程的逐步推進，張宇老師還發現了「居家實驗」的另一個益處——疫情期間，學生在家做實驗時，有些家長也跟著參與了進來，和學生一起研究、琢磨、擺弄，給出了很多很好的建議，不僅促進了親子交流，還碰撞出了不少學習物理學的「新智慧」。「有時，我會在朋友圈中看到家長們發的學生做實驗的視頻，能真切地體會到他們共同學習研究的喜悅。」
化工與化學學院王乙晴也有同樣的感受：「在家做實驗經常需要父母的幫助，有了很多有趣的相處時光，而且有時候父母會對實驗提出很多建設性的意見，讓我們之間的溝通交流更頻繁了，很棒。」
據了解，4月11日，我校舉辦了全省高等學校物理實驗在線教學研討會，與省內兄弟高校交流了開展居家物理實驗的經驗做法。參會教師表示深受啟發，我校的實驗項目為其拓展了思路，會後將積極推動所在學校線上物理實驗教學工作。
學生實驗：光幹涉衍射圖
克拉尼圖
蛇擺