锅碗瓢盆齐上阵，NWUers解锁宅家实验新姿势！
从纸板、尺子到凳子、充电器再到锅盖、篦子，上普通物理实验课的175位同学使出了浑身解数，翻遍了家里的角角落落，有的同学为了做实验甚至还学会了焊接和喷漆技术。
从锅盖到篦子
只有你想不到的，没有NWUers用不上的
图中装置，是物理学院材料物理专业的陈文辉在进行“物体转动惯量的测量”实验时用到的实验器材。
两组凳子为三线摆装置提供了一定的高度，木板与三线摆的上圆盘用小钉子相连，上面放置了一只圆珠笔，用来检测木板是否处于水平。装置要求有两个大小不一的圆盘，陈文辉一开始找了很多瓶盖和圆形纸板，经过尝试，有些太小了有些又太厚了都无法进行实验。她又尝试用大一点的装置，甚至锅盖，但由于无法固定，以失败告终。最终，她发现了家里的奶粉盖子，既合适穿线大小也适中，才选定了实验器材。
陈文辉第一次成功的实验是“单摆的设计和研究”。在前期寻找小球的时候她花费了一些精力，前前后后组装了五六种实验器材，最终选择了如图的小球。小球直径为2cm左右，符合实验要求，便于穿线制成单摆。“数据处理时，我根据实验计算出来的g值与网上数据误差很小，得到这一结果的时候，心里还是比较有成就感的，感觉一下午的努力没有白费。”她开心地分享道。
针对“三线摆”实验，光电信息科学与工程专业的仵家辉使用纸板圆盘和篦子分别作为上下圆盘。因为工艺的原因，篦子具有良好的对称性。为保证上线圆盘水平，他用平面几何原理标记三线结点，利用水平仪调整三悬线等长，精心调整每一个安装环节。
此次实验测量的周期数仵家辉选择30，即一次测量30个周期，求其平均值再除以30，得到误差较小的一个周期。经过一系列的误差分析，不确定度传递，可以知道误差最大的来源是周期。所以，为了让实验数据和理论有更好的匹配度，在总时长不变的条件下，他适当调整了周期数，来减小误差。他回忆道，“最终实验所得数据经分析后，与平行轴定理有完美的拟合，相对误差仅有1.4%。”
宅家挑战各种不可能
NWUers收获的不仅是知识
更多的是科学思维
2019级物理学类的黄禄轩表示，居家实验与以往课堂教学最明显的差别就是实验器材。在学校用现成的实验器材，只要懂原理会操作、读数，实验就能顺利完成。但是线上实验课，器材要根据手头有的材料自行设计，而设计的过程非常考验思维能力和动手能力。
“材料不是要啥有啥，需要自己去选择合适的，制作工艺也不是要做就做，要选择操作性最强的。”目前已经在家成功进行了两项实验的黄禄轩说道。
他的实验工具主要是逻辑分析仪、单片机、74系列逻辑电路、LM358和其他一些基本电子原件。利用基本的电子元件可以将物理量转化为模拟信号，再用运算放大器LM358和74LS00制作出可以设定门限电压的施密特触发器，将其转化为数字信号。100MHz的逻辑分析用来测量这个数字信号时域上的参数，这样就能在测量上达到很高的精度。他巧妙地利用了USB串口连接单片机，由单片机驱动舵机等，然后通过电脑输入的数据来转动一些结构。例如输入角度信息让电脑来旋转三线摆的上盘，这样就同时解决了结构的固定问题和用手操作对简陋的仪器产生的影响。
针对三线摆实验测量周期，老师建议同学们利用手机里自带的秒表来掐时间，但是这样会有一定人为造成的误差。仔细思考后，黄禄轩发现在器材有限，无法制作电子仪器计时的情况下也可以利用手机进行录像，然后利用Pr、AE等软件来分析录像，这样能避免人为因素导致的计时误差。
因“材”施教
更好地把理论与实际相结合
“这学期是物理学院19级学生基础物理实验进入综合提高阶段，涉及到力热声光电磁等十多个实验。按照实验教学安排，学生需要每周完成一个实验。时间紧、内容多、任务重，绝不能找借口延误教学。”任课老师罗惠霞坚定地说道。
缺少了严肃的实验环境，器材还要自己找，测量工具又必须合理选择，更没有老师的现场指导，这让今年的普通物理实验课教学难度比以往大得多。
宅家做实验是一个全新的尝试，客观上存在比较大的挑战。每位学生的家庭状况又不尽相同。面对复杂的教学困难，能否顺利保证教学的效果，考验着主讲老师因“材”施教的能力。罗惠霞说，“我在设计教学内容时，结合大纲要求，选择了让学生就地取材完成实验的内容。学生在有限的条件下，充分地发挥各自的所学，自制实验器材，反而非常出色地完成了实验内容要求。”
课堂上，罗惠霞以视频会议的形式，实时直播，分享屏幕讲授实验讲义，同时用有声ppt帮助同学们理解；在课堂外，罗惠霞坚持随时与学生进行图文或视频互动交流，协助学生解决问题。
“线上实验课中，我们随时都可以请教老师，老师也能随时给予答复，而且同学之间也能分享心得，使得实验的进行变得更加顺利。”常常私下求助老师的陈文辉说。“有一次我没有完全搞清楚实验的过程，在给老师交报告时，她提醒我实验装置有些问题，并给了我改进方案。后来老师将我组装的器材当做示例发在群里，我才发现原来有些同学和我一样理解的不是很透彻。不过看到了我的示例，也就及时改正了自己器材的问题。”
“如何把理论与实际结合是实验教学普遍存在的问题。疫情期间学生居家做实验，一定程度上反而引导学生把物理规律融入生活，锻炼了动手操作能力，提高了独立分析问题和解决问题能力。从反馈的实验报告来看，学生科学规范的表达能力普遍有了较大程度的提高。”罗惠霞欣慰地说。
从“要我学”到“我要学”， NWUers用自己的行动力和创造力生动诠释了完全学分制改革下的自主能动性，在疫情影响下被迫实现线上教学的他们，迎难而上，用脑洞回应挑战，用实力破解难题，不仅解锁了宅家实验的新姿势，更用自己的方式敲开了通向科学的大门。
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图片视频来源于受访者
文&编/ 魏梦鸽 责编/ 李琛
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