Jigsaw拼圖教學法在石油工程專業教學中的實踐

劉雪芬 徐宏武 劉曉森

［摘 要］ 培養應用型專業技術人才，開展以學生為中心的課堂教學設計和改革十分必要。以石油工程專業為例，著重探究了基于綜合素質能力提升的Jigsaw拼圖教學法對學生學習行為和態度的影響。研究發現，通過建立合作學習小組，同輩之間無壓力的探討和學習更能激發學生學習的興趣。Jigsaw拼圖教學法使學生更加勇敢自信、樂于思考，使每個學生的溝通交流和團隊協作能力得到鍛煉。學生對課堂活動參與意識也顯著提升。

［關鍵詞］ 合作學習；Jigsaw拼圖教學法；石油工程；應用型

［基金項目］ 2021年度甘肅省高校大學生就業創業能力提升工程項目“校企融合背景下的應用型大學工科專業就業創業綜合技能提升研究”；2021年度隴東學院教育教學改革項目“新工科背景下區域性應用型大學工科專業教學體系改革與實踐——以石油工程專業為例”；2022年度隴東學院人才培養質量提高項目“地方應用型大學工科專業教學體系改革與實踐——以石油工程專業為例”

［作者簡介］ 劉雪芬（1985—），女，山東東明人，博士，隴東學院能源工程學院副院長，教授（通信作者），主要從事油氣井工作液化學與提高采收率、石油工程專業教育研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）14-0169-04［收稿日期］ 2022-06-22

引言

石油工程專業是隴東學院的特色工科專業，它立足地方，培養了大批“扎得下根、吃得了苦、干得成事”的應用型工程技術人才。課堂教學是人才培養的主渠道，課程教學對學生學習而言最為直接、最為重要，是教學改革的焦點［1］。當前知識的獲取和傳播日益便捷，課堂教學的主要任務和學生學習的行為方式正在發生革命性的變化。

在經濟結構轉型的背景下，我國的石油企業面臨著前所未有的機遇與挑戰，對高校的石油工程人才培養也提出了全新的要求。當前國內石油工程專業教學面臨著諸多困境：（1）教學方式主要以教師使用多媒體課件進行講課為主，學生很少有機會發表觀點及參與討論，因而缺乏交流溝通、團隊協作和解決問題的能力；（2）實踐教學受經費、場地等限制，學生參與實踐較少，對專業課程的學習提不起興趣，使課堂授課和應用脫節；（3）按照傳統授課模式，由于學時少、授課內容多以及講解得不夠深入，學生無法消化吸收。新世紀的石油工程人才除了應具備扎實的專業知識以外，交流合作能力、組織協調能力、經營管理能力、社會責任感、職業道德、職業動力、職業理想與信念、職業熱情與意志、工作態度與方式、交流與合作等方面也非常重要［2］。因此，要真正培養應用型石油工程專業技術人才，開展以學生為中心、基于綜合素質和能力提升的課堂教學設計和改革十分必要。

一、Jigsaw拼圖教學法簡介

Jigsaw拼圖教學法是小組合作學習教學模式之一，是一種被時間證明過的有效的合作學習法，該學習法有助于培養學生的自主學習能力，同時促進同伴指導（Peer Tutoring）［3］。Jigsaw教學法最初由Aronson教授及其同事于20世紀70年代設計，旨在幫助學生消除種族歧視、沖突和不信任，從而融洽相處，激發學生的學習動力，提高學習效果，創造一種令人愉快的學習體驗［4］。

目前，國內關于小組合作學習教學模式的研究頗多，目的是增加學生對教學內容的理解，也期望學生獲得特定的可應用的技能。實踐表明，利用小組合作學習，可提高教學效果和學習效率，最大限度地激發學生互動和學習積極性［5］。但是目前國內這些研究大都是針對中小學課程教學，或用于高校語言類、醫學、計算機等專業的學習，針對工科專業的應用和推廣研究甚少［6-8］。大部分高校仍然采用傳統的教師授課、學生聽課的模式，討論課較少，學生探討問題的機會不多，難以發表觀點，課堂參與度不高。

Jigsaw教學法是基于這樣的認識：學生在“專家組”（Expert Group）學習討論問題時，除了正確的理解知識外，還可以汲取更多人的經驗和方法，使同一個問題的研究更加深刻透徹。學生在回到“原始組”（Home Group）教別人的過程當中，不僅能使自己所學到的知識掌握得更好，而且可以充分起到“傳幫帶”作用，發揮學生主體作用和能動性，有利于不同層次的學生更自由地發揮和主動學習，符合學生開放性思維的培養目標。除此之外，還可以提高學生的參與度，確保每個學生都積極參與，提升自信心和學習效率。學生通過交流討論，還可以提高語言表達能力，特別適合大學課堂的討論式學習，較個體自學有明顯優勢，一定程度上可以解決大班授課、課堂不活躍、壟斷發言等問題［6］。在這個過程中，教師是課堂的組織者，協助、指導學生完成任務。教師鼓勵學生發聲，表明自己的觀點，可以鍛煉學生表達能力和接收、整合信息的能力，激發學習興趣。Jigsaw教學法的運用，體現了以學生為中心的教學理念，其終極目的是使“教”和“學”成為一件快樂的、有意思的事情，讓個體發展成為一個有思想、會思考的人。

二、實施步驟

第一步，按照課程性質和學習目標，將所要學習的任務切割分成n部分。第二步，建立“拼圖組”（Jigsaw Group）或“原始組”，即將學生分為m組，每組成員數量為n（總學生人數為m×n，每組成員人數一致，若不能按內容均勻分割人數，則多出的學生可承擔監督者或觀察者的角色），例如：如果班級有12名學生，現有三部分學習任務，則可分為4組、每組內有3名學生。第三步，下發學習任務，組內成員各自承擔一部分學習內容，每個學生負責其中一塊。此時，組員的主要任務是分工，將相對獨立地學習各自分配到的內容。第四步，拿到相同學習內容的學生組成“專家組”，共同學習并相互交流學習成果，通過學習、理解、交流、討論等環節填補知識漏洞，澄清概念和誤解，鞏固概念。第五步，在“專家組”里進一步學習后，學生返回到各自“原始組”，依次教授各自所學內容。最后，教師對所有學生進行所學內容的測試與評估，確保學生對所學內容有正確的理解與認識。

三、案例分析——以“鉆井液與完井液”課程為例

筆者嘗試了將Jigsaw教學法運用在專業課程“鉆井液與完井液”的教學中，該課程是石油工程專業大三學生的基礎課。

（一）教學內容與環節設計

按照章節把其中知識點難度適中、邏輯關聯不強的部分選取出來，按照Jigsaw教學法的步驟和方法將其分解實施。下面以“鉆井液與完井液”課程中的第三章《鉆井液流變性》中第一節《流體的基本流型及其特點》為例進行說明。本次選取的內容主要講述牛頓流體、塑性流體、假塑性流體、膨脹性流體4種流體類型及其特點。教學目的是了解流體的4種基本流型和特點，繪制并理解4種流變模式。教學方法是運用Jigsaw教學法學習相關內容，進行思考、組隊、分享。設計環節如表1所示。

在評價測試環節，各組派1名學生將所學到的四種流體特征繪制于一張圖中，并向全班學生描述其特征，其他組成員根據該組描述是否清楚、理解情況和任務完成情況等，對其表現打分評價。

在該小組內，由于有4項學習講授任務，組內成員根據每個學生對其組內任務的參與完成度、態度表現、語言表述、任務理解與講授是否清晰等情況進行打分。最終每位成員的課程考核成績由上述幾部分按一定比例折合而成。

（二）效果評價

同輩之間無壓力的探討和學習更能激發學生學習的興趣，碰撞出知識的火花。不少學生課后仍有較高的學習熱情，彼此間帶著問題或疑問交流，與傳統鴉雀無聲的教學相比，這種學習形式使學生更勇敢自信，學會了獨立思考，并能帶著問題學習，不失為一種激勵性學習方法。同時，這種學習方式使每個學生都能得到鍛煉，在有限的時間內組織語言、表達自我，進行溝通交流。學生不光學到了相關知識——四種流體類型的特點和曲線特征，在考查階段也鍛煉了團隊協作能力，培養了參與意識和社會責任感。

通過細化學習環節與實施，他們的獨立學習成果會通過下一步的學習得到增強。通過問卷調查發現，該方法與傳統教學方法相比，教師和學生更能體會教與學的樂趣，學生更敢于表達自己、提出問題，學習效果更明顯。前期課程“工程流體力學”和“鉆井工程”已經為該門課程打下了較好基礎，為同伴學習討論的開展提供了良好的前提條件。

通過在“鉆井液與完井液”課程中的應用，筆者總結出Jigsaw教學法具有以下優點：（1）通過交流提高了學習興趣；（2）對知識點的理解更加深刻，利于鞏固；（3）自學的過程有利于提高學習積極性；（4）學習過程可培養團隊協作能力、責任心、表達交流能力等；（5）使學生適當有壓力的學習，獨立思考，保障全程全員參與。

同時也存在以下缺點：（1）時間短、內容多，不能很好理解并表達學習內容，更需要自覺課下復習或預習；（2）個別學生會有閑聊、走神兒的現象；（3）會使一些成績落后的學生有壓力和負擔；（4）降低了班級內的良性競爭，縮小了個體差異，尤其對學習進度快、成績好的學生，降低了其學習的進度和效果；（5）缺少相應的輔助手段，較難有效實施，如可移動的桌椅、教室空間擁擠、學生人數多等。

通過針對課程實施情況開展的問卷調查結果來看，學生在這種學習場合下更敢于表達自己、提出問題。對于沒有基礎或基礎稍差的學生，對看似簡單的內容也有理解難度，接收理解程度參差不齊。

結語

Jigsaw拼圖教學法通過建立合作學習小組，小組成員在一起學習或解決問題，要求每個成員應理解所有知識，需要小組成員之間相互依賴和資源共享，相互溝通，與同伴討論問題，傾聽同伴的想法。而在傳統的教室里，學生可能會花更多的時間聽教師授課，被動地接受知識，而不能有效地表達自己的想法。作為一種新型高效的合作學習模式，Jigsaw拼圖教學法在現有的教學條件下是可以實現的。教師確定學習目標，并將學生分配到小組中，學生有特定的角色和任務，學生之間相互合作并完成學習目標，教師則評估合作小組和學生個人的表現，尤其關注學生在小組中所做的貢獻。合作學習適應性強，在小班、大班或跨學科、理論講授或實驗實訓領域，都可以成為大學教師有效的教學方法之一。

但Jigsaw拼圖教學法在我校現有的教學條件和師資模式下應用也有它的缺點：一是超過30人以上的班級，操作性降低，不熟悉這種方法的師生會感覺課堂混亂，與現有的安靜課堂形成鮮明對比，課堂效果大打折扣。對大班來說想控制全局有難度，需要多名教師配合，這對師資短缺的我校來說本身就是一個問題。二是按照現有教學大綱要求，要講授的內容較多，課時緊張，使得活動時間受限，組內深入學習交流的時間較少，學習效果難以保證。因此，全過程應用目前來說有一定難度，建議選取合適的章節內容，偶爾開展。今后課堂中可逐步開展深度思考的討論，引導學生課前預習與課后復習，鞏固學習效果。

參考文獻

［1］楊院.高校課程教學對工科大學生學習收獲的影響機制研究［J］.國家教育行政學院學報，2020（5）：89-95.

［2］肖莎，甘勇.Jigsaw reading是合作學習的重要教學方法［J］.時代教育，2012（16）：96-97.

［3］葉海智，程清杰.基于Jigsaw模式的在線學習活動設計與應用研究［J］.現代教育技術，2015，25（1）：87-92+119.

［4］亢莉.Jigsaw教學法在英語聽說教學中的設計與應用［J］.教學與管理，2012（30）：130-131.

［5］劉剛.應用型大學專業課程“翻轉課堂+合作學習”教學方式研究［J］.中國職業技術教育，2017（17）：50-53.

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［8］YUEJUN ZHAO， KAOPING SONG， GUANGJUAN FAN， et al. The Application and Development of Teaching Technology of Petroleum Engineering Specialized Foreign Language［J］. Advanced Materials Research， 2013，2300（655-657）.

Abstract： It is necessary to carry out student-centered classroom teaching design and reformation to train application-oriented professional and technical personnel. Taking petroleum engineering major as an example， this paper focuses on exploring the influence of Jigsaw puzzle cooperative teaching mode based on the improvement of comprehensive quality and ability on students learning behavior and attitude. Result shows that， cooperative learning group with discussion and learning of less pressure can arouse students interest in learning. Jigsaw puzzle teaching makes students more brave， confident， and active in thinking. Jigsaw puzzle teaching also makes students get exercise in communicating and team cooperation. Students awareness of participating in classroom activities has been significantly improved.

Key words： cooperative learning; jigsaw teaching method; petroleum engineering; application-oriented