С осени 1920 года Сергей Иванович совмещает работу в МВТУ с преподаванием в Московском высшем зоотехническом институте, который возник незадолго до этого на основе среднего учебного заведения — Сельскохозяйственной школы. Уровень преподавания физики в институте был низким, физический кабинет мало чем отличался от школьных физических кабинетов и совершенно не соответствовал вузовскому курсу физики. Должность лекционного ассистента отсутствовала, и лекторам самим приходилось готовить необходимые демонстрации.
Став профессором и заведующим кафедрой физики зоотехнического института, С. И. Вавилов привлек к преподаванию в нем В. Л. Левшина. Вместе они многое сделали для того, чтобы поднять уровень знаний студентов. В. Л. Левшину из Берлина он писал: «Я присутствовал раза три на экзамене медиков (экзаменовал Прингсгейм). Отвечают они примерно в зоотехническом стиле, такие же недотепы». К работе в зоотехническом институте Сергей Иванович относился очень серьезно и делал все возможное для улучшения подготовки выпускаемых специалистов.
Наибольшее значение имела педагогическая деятельность Вавилова в Московском университете на физико-математическом факультете. В 1932 году факультет был преобразован в физический. Кстати, Сергей Иванович был одним из тех, кто особенно энергично ратовал за создание самостоятельного физического факультета в МГУ.
Вскоре после возвращения из армии параллельно с работой в МВТУ Вавилов начал преподавание в университете. Первое время он был там рядовым преподавателем, затем стал старшим ассистентом по кафедре физики, где вел занятия в общем физическом практикуме. Весной 1919 года Сергей Иванович прочитал пробную лекцию и сдал три магистерских экзамена — по экспериментальной физике и по физической химии, после чего получил должность приват-доцента университета и начал читать студентам лекции сначала по фотохимии, а затем по абсорбции и дисперсии света. Курсы Вавилова были оригинальны, они содержали новый материал, почерпнутый из научной литературы, характеризовались собственным взглядом на предмет.
В 1929 году было решено создать на физико-математическом факультете МГУ кафедру общей физики. Сергей Иванович был приглашен на должность ее заведующего. Он понимал, насколько ответственно это назначение. Поэтому он оставил работу в Институте физики и биофизики, а также преподавание в зоотехническом институте и полностью перенес свою научную и педагогическую деятельность в Московский университет.
В то время на физико-математическом факультете университета работало много молодежи без достаточного педагогического опыта. Поэтому одной из первоочередных задач была разработка единых программ лекционных курсов и составление заданий для лабораторных и семинарских занятий. С помощью наиболее опытных преподавателей Сергей Иванович разработал программу общего курса физики. В 1931 году она была обсуждена и утверждена на ученом совете факультета.
В докладе на ученом совете Вавилов всесторонне обосновал структуру и содержание программы, учитывающей новейшие достижения физической науки. Докладчик продемонстрировал глубокую эрудицию во всех областях физики. Новая программа начала действовать с сентября 1931 года. Ею пользовались, внося в нее изменения и дополнения, более сорока лет.
Большое внимание Вавилов уделял планам проведения семинарских занятий, работе студентов в физическом практикуме. На регулярных заседаниях кафедры подробно обсуждались методические вопросы. Все виды занятий по общему курсу физики велись по единому плану. Сам Сергей Иванович даже разработал вопросник для экзаменаторов по курсу общей физики.
Вавилов считал, что студент, прослушавший курс общей физики и получивший экспериментальную подготовку в физическом практикуме, должен уметь вести преподавательскую работу, обладать достаточными навыками для работы в качестве младшего научного сотрудника в лаборатории научно-исследовательского института или в заводской лаборатории. Для осуществления этих серьезных требований необходимо было резко повысить уровень учебных занятий, ввести в программу разделы о новейших открытиях в физике, существенно улучшить практикум, учитывая последние достижения в области экспериментальной техники.
Став заведующим университетской кафедрой общей физики, Вавилов реорганизовал и значительно обновил общий физический практикум. Он провел большую работу по составлению нового сборника описаний задач практикума, спроектировал ряд новых демонстрационных приборов для физического кабинета. В своих лекционных курсах Сергей Иванович уделял много внимания методологическим вопросам, в частности связанным с теорией относительности. Этому в немалой степени способствовала написанная им в 1928 году книга «Экспериментальные основы теории относительности». Лекции Вавилова пользовались неизменным успехом. Студенты засыпали Сергея Ивановича вопросами. Он никогда не спешил покидать аудиторию и подолгу беседовал со слушателями.
Учитывая бурное развитие специальных кафедр на физическом факультете, Вавилов выступил с инициативой создания ряда специальных физических практикумов. Сотрудники факультета с энтузиазмом подхватили эту идею. Лаборатории не скупились на передачу практикуму оборудования. Было создано несколько практикумов, в которых проходили подготовку студенты старших курсов. По образцу специальных физических практикумов МГУ такие практикумы были организованы и во многих других университетах страны.
По инициативе Сергея Ивановича Вавилова и профессора Вячеслава Ильича Романова на кафедре решено было создать оригинальный задачник по физике, который удовлетворял бы высокому уровню требований к будущим специалистам. Организовали авторский коллектив, разработали основные принципы, которые должны быть положены в основу составления задачника, затем составили много оригинальных задач.
Профессор Иван Алексеевич Яковлев вспоминал, что, когда он в 1929 году поступил на физико-математический факультет МГУ, курс общей физики там читался скучно — в основном пересказывалcя широко распространенный в те годы учебник физики Е. Гримзеля. Неудовлетворенные студенты вскоре перестали ходить на лекции.
С сентября 1930 года курс общей физики (оптику) стал читать Сергей Иванович Вавилов. Все сразу изменилось. Яковлев считал, что по глубине изложения и новизне приводимого материала это были лучшие лекции, которые он когда-либо слушал. На первой же лекции Вавилов сказал, что, если студенты хотят по-настоящему овладеть предметом, они не должны ограничиваться усвоением лекционного материала. Он назвал ряд серьезных книг, с которыми необходимо было ознакомиться. Лекция произвела на студентов большое впечатление, и они с жаром принялись за работу.
Сергей Иванович вел семинар и занятия в практикуме. Доцент Григорий Авксентьевич Бендриков рассказывал, что профессор до тонкостей знал каждую задачу, внимательно следил за работой студентов, давая им указания по ходу дела. Студенты тщательно готовились к занятиям — иначе работать с Вавиловым было нельзя.
В 1937 году в МГУ, как до этого и во многих учебных заведениях страны, был введен так называемый бригадный метод обучения. Лекции были отменены. Всех студентов разделили на бригады по пять-шесть человек. Во время занятий бригады рассаживались по разным углам большой аудитории и занимались чтением учебника. Преподаватель, переходя от группы к группе, давал консультации. Занятиям предшествовали вводные беседы.
Вавилову был не по душе этот метод, кстати себя не оправдавший, и он часто существенно увеличивал время на вводные объяснения. Некоторые преподаватели даже обвиняли Сергея Ивановича в том, что он под видом вводных бесед придерживается старой лекционной системы.
Сергей Иванович ввел в практику написание рефератов. Он предлагал студентам на выбор десять тем по оптике. В специально выделенные часы профессор вызывал студента в свой кабинет на первом этаже и, стоя за конторкой, устраивал подробный разбор его работы, отмечая ее удачные и слабые стороны.
Профессор Анатолий Александрович Власов вспоминал, что в 1929 году, будучи студентом третьего курса, он как-то посетил лекцию по оптике, которую Сергей Иванович Вавилов читал для студентов четвертого курса. Власов увидел высокого, красивого интеллигентного человека, который держался просто, доброжелательно и вместе с тем с большим достоинством. Материал он излагал очень ясно и последовательно. После окончания лекции Сергея Ивановича окружили студенты, которые задавали ему многочисленные вопросы.
О том, как любила молодежь лекции Вавилова, рассказывал Г. А. Бендриков. Лекции сопровождались блестящими демонстрациями. Сергей Иванович никогда не увлекался теоретическими выкладками, а старался как можно нагляднее объяснить существо явления. Доцент Елизавета Сергеевна Четверикова рассказывала автору этой книги, что студенты возбудили ходатайство о введении в ученый совет факультета трех лучших молодых преподавателей, которыми они считали Сергея Ивановича Вавилова, Александра Саввича Предводителева и Сергея Тихоновича Конобеевского. Желание студентов было удовлетворено.
С 1930 по 1932 год С. И. Вавилов был председателем предметной комиссии физико-математического факультета Московского университета. Комиссия была наделена большими правами, сочетая функции современного деканата с функциями методической комиссии. Она решала вопросы учебного плана, определяла уровень требований к студентам на зачетах и экзаменах, состав лекторов и т. п. В комиссию входили ведущие преподаватели и лучшие представители студенчества. Решения принимались тайным голосованием. У студентов С. И. Вавилов пользовался авторитетом и исключительным доверием.
Профессор Николай Николаевич Малов вспоминал, что впервые ему довелось увидеть Сергея Ивановича — тогда еще молодого преподавателя МГУ — на заседании предметной комиссии, которое представляло собой нечто среднее между заседаниями кафедры и учебно-методического совета факультета. Часть профессуры очень настороженно относилась к высказываниям студентов, однако, Сергей Иванович внимательно прислушивался к ним и встречал их очень доброжелательно. Если студенты предлагали что-либо, с его точки зрения, неразумное, он критиковал их, но всегда делал это тактично, разъясняя, в чем они не правы.