漫画教学法在文科物理课程中的应用

张加驰 王得印 慈志鹏 李颖弢 徐远丽

(兰州大学物理学院，甘肃 兰州 730000)

1 引出问题

物理，取自“格物致理”，是一门研究物质运动及其基本规律的科学，其在高等教育中具有非常重要的基础性地位。同时，物理还是一门与人类日常生活联系最为紧密的学科，非常适用于培养文科专业学生的基本科学素质和理性思维习惯，而通识物理教育也成为了很多高校培养文理兼修、素质全面的新型文科专业人才的重要途径[1]。

通常，国内高校面向文科生开设的通识物理教育课程被称为“文科物理”。目前，国内的“文科物理”课程大多在现有大学物理的知识框架下，降低了定律公式的理解难度，尤其简化了数学推导和计算，以更好地适应文科生的理科基础和学习习惯。不过，大多数文科生对物理缺乏学习兴趣，且对中学的物理应试教学有着严重的心理阴影；同时，对于授课教师而言，要给理科基础很差的文科生讲解抽象的物理定律，这也是一个非常有难度的挑战。因此，目前大多数高校的“文科物理”课程，都处于一种“学生厌学、老师难教”的尴尬窘境[2]。

图1 典型的教学漫画范例

为了摆脱“文科物理”的教学困境，很多高校都积极推进教学改革，也取得了不错的改革成效[3]。比如，哈尔滨工业大学就引入了起源于美国伦塞勒工学院的“工作室物理”教学模式，以学习小组为单元组织课堂教学，提高了学生在课堂上的参与度[4,5]。不过，由于在教学内容上没有变化，仍然难以调动学生的学习主动性。北京工业大学则采用了“以物理演示实验为依托”的教学方法，通过在课堂上引入大量的物理演示实验，引导学生思考并理解相关知识点，很好地调动了学生的学习兴趣[6]。不过，演示实验毕竟只涉及部分知识点；同时，在上百人的大课堂上，演示实验的群体学习效果也并不理想。因此，我们急需找到一种能够充分调动文科生学习兴趣，并体现出群体学习效益的“文科物理”新教学方式。

在本文中，我们根据文科生的学习特点，引入了一种新颖的“漫画教学法”，即将“文科物理”的所有知识点都绘制为趣味漫画，用讲漫画的方式讲物理知识[7]。2016年，我们在兰州大学首次引入漫画教学法，取得极佳的教学效果，不仅成为校内网红课程，还被《中国教育报》专题报道，采用“漫画教学法”的“文科物理”慕课也登上了超星“学银在线”的热课榜首，受到了学生追捧，单期外校选课人数超过3000人，单期点击量超过300万。

2 教学范例

图1给出了一些典型的教学漫画范例。图1(a)是薛定谔猫的范例漫画，薛定谔的猫就好比你心怀忐忑向女神表白前，总是不知道女神的心思，这种不确定性就是薛定谔猫量子态的最重要特征。图1(b)是共振现象的范例漫画，当孟姜女的哭声频率和长城的固有频率相近时，长城的振动振幅就会增加到极大值，从而导致长城坍塌，这或许就是孟姜女哭长城的科学解释。图1(c)是热力学第二定律的范例漫画，热力学过程有确定的方向，比如热量总是从抱着暖宝宝的魔教身上，流向抱着冰块的段誉，这就是《天龙八部》中段誉的北冥神功的秘密。图1(d)是孪生子详谬的范例漫画，哥哥告别弟弟，乘坐宇宙飞船做星际旅游，回来时，哥哥由于相对论效应仍然年轻，而弟弟却已经是耄耋老人了，这就是孪生子详谬。

图2 教学实验的各项指标数据的统计结果

3 教学实验

为了验证漫画教学法在“文科物理”课程教学中的实际效果，我们实施了一组教学实验。首先，我们将兰州大学“文科物理”的部分选课学生分为4个教学班，标定为A、B、C、D班，人数分别为A班98人，B班100人，C班102人， D班101人。其中A、B班为实验班，采用漫画教学法予以干预；而C、D班为对照班，采用传统教学法，4个班的授课教师采用随机抽签确定，以一个学期(20周)为采样周期。

实验主要通过学习主动性、课堂参与度、课后互动、考试成绩和学生满意度等方面进行教学效果评价，分析指标包括：迟到数、到课数、课堂抬头数、课堂提问的举手数、课后提问数、论坛发帖量、考试成绩、学生满意度等。其中迟到数和到课数采用“刷二维码”方式统计，课堂抬头数、课堂提问举手数采用现场拍照方式统计，课后提问数和论坛发帖量采用网络论坛系统自动统计，考试成绩由网络考试系统自动统计，学生满意度采用学生问卷形式统计。网络平台为超星“学银在线”和“学习通”，数据分析软件为Origin 8.0。

4 结果与讨论

图2给出了实验班和对照班的各项指标数据的统计结果，可以看出：采用漫画教学法的A、B实验班的迟到人数较低平均只有5人，而C、D对照班有25人迟到(图2(a))；同时A、B实验班平均只有1人缺课，而C、D对照班的平均到课率仅为67.9%(图2(b))，这反映出A、B实验班学生的学习主动性较好。在课堂学习中，A、B实验班平均有48.9%的学生会抬头看教师(图2(c))，而C、D对照班仅有前排占总人数9.8%的学生会抬头看老师。在课堂举手回答问题方面，A、B实验班的学生每个问题平均有27个学生举手，而C、D对照班仅有1人举手回答问题(图2(d))，这反映出A、B实验班学生的课堂参与度较高。在课后互动方面，A、B实验班的课后提问数(图2(e))和论坛发帖量(图2(f))都显著高于C、D对照班，尤其C、D对照班的论坛发帖量仅为A、B实验班的1.6%，这反映出传统教学模式非常不利于课后互动。而在平均考试成绩(图2(g))和学生满意度(图2(h))方面，A、B实验班的统计数据也是远远高于C、D对照班，说明漫画教学法体现出了明显优于传统教学法的教学效果。

5 总结与展望

从教学实验的结果看，相比传统教学法，漫画教学法确实能更好地调动学生的学习主动性，增加学生的课堂参与度，还有利于课后互动学习，并帮助学生取得更好的成绩，学生的学习满意度也更高。因此，对于“文科物理”课程，漫画教学法确实是一种值得推荐的新教学模式。

借助漫画教学法，兰州大学的“文科物理”课程已经取得了较好的教学改革成效，但针对课程改革中出现的一些问题，我们认为还应该从以下几个方面继续做好“文科物理”课程的教学工作。首先，目前“文科物理”课程面临的最大问题仍然是没有合适的教材，现有部分教材移植了专业物理的教学模式，这不太符合文科生的学习方式和思维习惯。因此，我们有必要编撰一本确实合适文科生学习的新教材。其次，目前大多数“文科物理”课程仍然采用传统课堂教学，然而作为一门通识教育课程，“文科物理”非常适合也很有必要做成一门“翻转课堂”的网络慕课，以减轻学生的学习压力，并有效增加师生互动。第三，目前“文科物理”课程的大局观不足。除了针对文科专业学生，“文科物理”课程应有更宽广的大局观和更自由的开放性，还应肩负对普通社会公众进行基本科学素养普及的责任，因此适当开展一些社会科普活动也很有意义和必要。