漫畫教學法在文科物理課程中的應用

張加馳 王得印 慈志鵬 李穎弢 徐遠麗

(蘭州大學物理學院，甘肅 蘭州 730000)

1 引出問題

物理，取自“格物致理”，是一門研究物質運動及其基本規律的科學，其在高等教育中具有非常重要的基礎性地位。同時，物理還是一門與人類日常生活聯系最為緊密的學科，非常適用于培養文科專業學生的基本科學素質和理性思維習慣，而通識物理教育也成為了很多高校培養文理兼修、素質全面的新型文科專業人才的重要途徑[1]。

通常，國內高校面向文科生開設的通識物理教育課程被稱為“文科物理”。目前，國內的“文科物理”課程大多在現有大學物理的知識框架下，降低了定律公式的理解難度，尤其簡化了數學推導和計算，以更好地適應文科生的理科基礎和學習習慣。不過，大多數文科生對物理缺乏學習興趣，且對中學的物理應試教學有著嚴重的心理陰影；同時，對于授課教師而言，要給理科基礎很差的文科生講解抽象的物理定律，這也是一個非常有難度的挑戰。因此，目前大多數高校的“文科物理”課程，都處于一種“學生厭學、老師難教”的尷尬窘境[2]。

圖1 典型的教學漫畫范例

為了擺脫“文科物理”的教學困境，很多高校都積極推進教學改革，也取得了不錯的改革成效[3]。比如，哈爾濱工業大學就引入了起源于美國倫塞勒工學院的“工作室物理”教學模式，以學習小組為單元組織課堂教學，提高了學生在課堂上的參與度[4,5]。不過，由于在教學內容上沒有變化，仍然難以調動學生的學習主動性。北京工業大學則采用了“以物理演示實驗為依托”的教學方法，通過在課堂上引入大量的物理演示實驗，引導學生思考并理解相關知識點，很好地調動了學生的學習興趣[6]。不過，演示實驗畢竟只涉及部分知識點；同時，在上百人的大課堂上，演示實驗的群體學習效果也并不理想。因此，我們急需找到一種能夠充分調動文科生學習興趣，并體現出群體學習效益的“文科物理”新教學方式。

在本文中，我們根據文科生的學習特點，引入了一種新穎的“漫畫教學法”，即將“文科物理”的所有知識點都繪制為趣味漫畫，用講漫畫的方式講物理知識[7]。2016年，我們在蘭州大學首次引入漫畫教學法，取得極佳的教學效果，不僅成為校內網紅課程，還被《中國教育報》專題報道，采用“漫畫教學法”的“文科物理”慕課也登上了超星“學銀在線”的熱課榜首，受到了學生追捧，單期外校選課人數超過3000人，單期點擊量超過300萬。

2 教學范例

圖1給出了一些典型的教學漫畫范例。圖1(a)是薛定諤貓的范例漫畫，薛定諤的貓就好比你心懷忐忑向女神表白前，總是不知道女神的心思，這種不確定性就是薛定諤貓量子態的最重要特征。圖1(b)是共振現象的范例漫畫，當孟姜女的哭聲頻率和長城的固有頻率相近時，長城的振動振幅就會增加到極大值，從而導致長城坍塌，這或許就是孟姜女哭長城的科學解釋。圖1(c)是熱力學第二定律的范例漫畫，熱力學過程有確定的方向，比如熱量總是從抱著暖寶寶的魔教身上，流向抱著冰塊的段譽，這就是《天龍八部》中段譽的北冥神功的秘密。圖1(d)是孿生子詳謬的范例漫畫，哥哥告別弟弟，乘坐宇宙飛船做星際旅游，回來時，哥哥由于相對論效應仍然年輕，而弟弟卻已經是耄耋老人了，這就是孿生子詳謬。

圖2 教學實驗的各項指標數據的統計結果

3 教學實驗

為了驗證漫畫教學法在“文科物理”課程教學中的實際效果，我們實施了一組教學實驗。首先，我們將蘭州大學“文科物理”的部分選課學生分為4個教學班，標定為A、B、C、D班，人數分別為A班98人，B班100人，C班102人， D班101人。其中A、B班為實驗班，采用漫畫教學法予以干預；而C、D班為對照班，采用傳統教學法，4個班的授課教師采用隨機抽簽確定，以一個學期(20周)為采樣周期。

實驗主要通過學習主動性、課堂參與度、課后互動、考試成績和學生滿意度等方面進行教學效果評價，分析指標包括：遲到數、到課數、課堂抬頭數、課堂提問的舉手數、課后提問數、論壇發帖量、考試成績、學生滿意度等。其中遲到數和到課數采用“刷二維碼”方式統計，課堂抬頭數、課堂提問舉手數采用現場拍照方式統計，課后提問數和論壇發帖量采用網絡論壇系統自動統計，考試成績由網絡考試系統自動統計，學生滿意度采用學生問卷形式統計。網絡平臺為超星“學銀在線”和“學習通”，數據分析軟件為Origin 8.0。

4 結果與討論

圖2給出了實驗班和對照班的各項指標數據的統計結果，可以看出：采用漫畫教學法的A、B實驗班的遲到人數較低平均只有5人，而C、D對照班有25人遲到(圖2(a))；同時A、B實驗班平均只有1人缺課，而C、D對照班的平均到課率僅為67.9%(圖2(b))，這反映出A、B實驗班學生的學習主動性較好。在課堂學習中，A、B實驗班平均有48.9%的學生會抬頭看教師(圖2(c))，而C、D對照班僅有前排占總人數9.8%的學生會抬頭看老師。在課堂舉手回答問題方面，A、B實驗班的學生每個問題平均有27個學生舉手，而C、D對照班僅有1人舉手回答問題(圖2(d))，這反映出A、B實驗班學生的課堂參與度較高。在課后互動方面，A、B實驗班的課后提問數(圖2(e))和論壇發帖量(圖2(f))都顯著高于C、D對照班，尤其C、D對照班的論壇發帖量僅為A、B實驗班的1.6%，這反映出傳統教學模式非常不利于課后互動。而在平均考試成績(圖2(g))和學生滿意度(圖2(h))方面，A、B實驗班的統計數據也是遠遠高于C、D對照班，說明漫畫教學法體現出了明顯優于傳統教學法的教學效果。

5 總結與展望

從教學實驗的結果看，相比傳統教學法，漫畫教學法確實能更好地調動學生的學習主動性，增加學生的課堂參與度，還有利于課后互動學習，并幫助學生取得更好的成績，學生的學習滿意度也更高。因此，對于“文科物理”課程，漫畫教學法確實是一種值得推薦的新教學模式。

借助漫畫教學法，蘭州大學的“文科物理”課程已經取得了較好的教學改革成效，但針對課程改革中出現的一些問題，我們認為還應該從以下幾個方面繼續做好“文科物理”課程的教學工作。首先，目前“文科物理”課程面臨的最大問題仍然是沒有合適的教材，現有部分教材移植了專業物理的教學模式，這不太符合文科生的學習方式和思維習慣。因此，我們有必要編撰一本確實合適文科生學習的新教材。其次，目前大多數“文科物理”課程仍然采用傳統課堂教學，然而作為一門通識教育課程，“文科物理”非常適合也很有必要做成一門“翻轉課堂”的網絡慕課，以減輕學生的學習壓力，并有效增加師生互動。第三，目前“文科物理”課程的大局觀不足。除了針對文科專業學生，“文科物理”課程應有更寬廣的大局觀和更自由的開放性，還應肩負對普通社會公眾進行基本科學素養普及的責任，因此適當開展一些社會科普活動也很有意義和必要。