Jigsaw拼图教学法在石油工程专业教学中的实践

刘雪芬 徐宏武 刘晓森

［摘 要］ 培养应用型专业技术人才，开展以学生为中心的课堂教学设计和改革十分必要。以石油工程专业为例，着重探究了基于综合素质能力提升的Jigsaw拼图教学法对学生学习行为和态度的影响。研究发现，通过建立合作学习小组，同辈之间无压力的探讨和学习更能激发学生学习的兴趣。Jigsaw拼图教学法使学生更加勇敢自信、乐于思考，使每个学生的沟通交流和团队协作能力得到锻炼。学生对课堂活动参与意识也显著提升。

［关键词］ 合作学习；Jigsaw拼图教学法；石油工程；应用型

［基金项目］ 2021年度甘肃省高校大学生就业创业能力提升工程项目“校企融合背景下的应用型大学工科专业就业创业综合技能提升研究”；2021年度陇东学院教育教学改革项目“新工科背景下区域性应用型大学工科专业教学体系改革与实践——以石油工程专业为例”；2022年度陇东学院人才培养质量提高项目“地方应用型大学工科专业教学体系改革与实践——以石油工程专业为例”

［作者简介］ 刘雪芬（1985—），女，山东东明人，博士，陇东学院能源工程学院副院长，教授（通信作者），主要从事油气井工作液化学与提高采收率、石油工程专业教育研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）14-0169-04［收稿日期］ 2022-06-22

引言

石油工程专业是陇东学院的特色工科专业，它立足地方，培养了大批“扎得下根、吃得了苦、干得成事”的应用型工程技术人才。课堂教学是人才培养的主渠道，课程教学对学生学习而言最为直接、最为重要，是教学改革的焦点［1］。当前知识的获取和传播日益便捷，课堂教学的主要任务和学生学习的行为方式正在发生革命性的变化。

在经济结构转型的背景下，我国的石油企业面临着前所未有的机遇与挑战，对高校的石油工程人才培养也提出了全新的要求。当前国内石油工程专业教学面临着诸多困境：（1）教学方式主要以教师使用多媒体课件进行讲课为主，学生很少有机会发表观点及参与讨论，因而缺乏交流沟通、团队协作和解决问题的能力；（2）实践教学受经费、场地等限制，学生参与实践较少，对专业课程的学习提不起兴趣，使课堂授课和应用脱节；（3）按照传统授课模式，由于学时少、授课内容多以及讲解得不够深入，学生无法消化吸收。新世纪的石油工程人才除了应具备扎实的专业知识以外，交流合作能力、组织协调能力、经营管理能力、社会责任感、职业道德、职业动力、职业理想与信念、职业热情与意志、工作态度与方式、交流与合作等方面也非常重要［2］。因此，要真正培养应用型石油工程专业技术人才，开展以学生为中心、基于综合素质和能力提升的课堂教学设计和改革十分必要。

一、Jigsaw拼图教学法简介

Jigsaw拼图教学法是小组合作学习教学模式之一，是一种被时间证明过的有效的合作学习法，该学习法有助于培养学生的自主学习能力，同时促进同伴指导（Peer Tutoring）［3］。Jigsaw教学法最初由Aronson教授及其同事于20世纪70年代设计，旨在帮助学生消除种族歧视、冲突和不信任，从而融洽相处，激发学生的学习动力，提高学习效果，创造一种令人愉快的学习体验［4］。

目前，国内关于小组合作学习教学模式的研究颇多，目的是增加学生对教学内容的理解，也期望学生获得特定的可应用的技能。实践表明，利用小组合作学习，可提高教学效果和学习效率，最大限度地激发学生互动和学习积极性［5］。但是目前国内这些研究大都是针对中小学课程教学，或用于高校语言类、医学、计算机等专业的学习，针对工科专业的应用和推广研究甚少［6-8］。大部分高校仍然采用传统的教师授课、学生听课的模式，讨论课较少，学生探讨问题的机会不多，难以发表观点，课堂参与度不高。

Jigsaw教学法是基于这样的认识：学生在“专家组”（Expert Group）學习讨论问题时，除了正确的理解知识外，还可以汲取更多人的经验和方法，使同一个问题的研究更加深刻透彻。学生在回到“原始组”（Home Group）教别人的过程当中，不仅能使自己所学到的知识掌握得更好，而且可以充分起到“传帮带”作用，发挥学生主体作用和能动性，有利于不同层次的学生更自由地发挥和主动学习，符合学生开放性思维的培养目标。除此之外，还可以提高学生的参与度，确保每个学生都积极参与，提升自信心和学习效率。学生通过交流讨论，还可以提高语言表达能力，特别适合大学课堂的讨论式学习，较个体自学有明显优势，一定程度上可以解决大班授课、课堂不活跃、垄断发言等问题［6］。在这个过程中，教师是课堂的组织者，协助、指导学生完成任务。教师鼓励学生发声，表明自己的观点，可以锻炼学生表达能力和接收、整合信息的能力，激发学习兴趣。Jigsaw教学法的运用，体现了以学生为中心的教学理念，其终极目的是使“教”和“学”成为一件快乐的、有意思的事情，让个体发展成为一个有思想、会思考的人。

二、实施步骤

第一步，按照课程性质和学习目标，将所要学习的任务切割分成n部分。第二步，建立“拼图组”（Jigsaw Group）或“原始组”，即将学生分为m组，每组成员数量为n（总学生人数为m×n，每组成员人数一致，若不能按内容均匀分割人数，则多出的学生可承担监督者或观察者的角色），例如：如果班级有12名学生，现有三部分学习任务，则可分为4组、每组内有3名学生。第三步，下发学习任务，组内成员各自承担一部分学习内容，每个学生负责其中一块。此时，组员的主要任务是分工，将相对独立地学习各自分配到的内容。第四步，拿到相同学习内容的学生组成“专家组”，共同学习并相互交流学习成果，通过学习、理解、交流、讨论等环节填补知识漏洞，澄清概念和误解，巩固概念。第五步，在“专家组”里进一步学习后，学生返回到各自“原始组”，依次教授各自所学内容。最后，教师对所有学生进行所学内容的测试与评估，确保学生对所学内容有正确的理解与认识。

三、案例分析——以“钻井液与完井液”课程为例

笔者尝试了将Jigsaw教学法运用在专业课程“钻井液与完井液”的教学中，该课程是石油工程专业大三学生的基础课。

（一）教学内容与环节设计

按照章节把其中知识点难度适中、逻辑关联不强的部分选取出来，按照Jigsaw教学法的步骤和方法将其分解实施。下面以“钻井液与完井液”课程中的第三章《钻井液流变性》中第一节《流体的基本流型及其特点》为例进行说明。本次选取的内容主要讲述牛顿流体、塑性流体、假塑性流体、膨胀性流体4种流体类型及其特点。教学目的是了解流体的4种基本流型和特点，绘制并理解4种流变模式。教学方法是运用Jigsaw教学法学习相关内容，进行思考、组队、分享。设计环节如表1所示。

在评价测试环节，各组派1名学生将所学到的四种流体特征绘制于一张图中，并向全班学生描述其特征，其他组成员根据该组描述是否清楚、理解情况和任务完成情况等，对其表现打分评价。

在该小组内，由于有4项学习讲授任务，组内成员根据每个学生对其组内任务的参与完成度、态度表现、语言表述、任务理解与讲授是否清晰等情况进行打分。最终每位成员的课程考核成绩由上述几部分按一定比例折合而成。

（二）效果评价

同辈之间无压力的探讨和学习更能激发学生学习的兴趣，碰撞出知识的火花。不少学生课后仍有较高的学习热情，彼此间带着问题或疑问交流，与传统鸦雀无声的教学相比，这种学习形式使学生更勇敢自信，学会了独立思考，并能带着问题学习，不失为一种激励性学习方法。同时，这种学习方式使每个学生都能得到锻炼，在有限的时间内组织语言、表达自我，进行沟通交流。学生不光学到了相关知识——四种流体类型的特点和曲线特征，在考查阶段也鍛炼了团队协作能力，培养了参与意识和社会责任感。

通过细化学习环节与实施，他们的独立学习成果会通过下一步的学习得到增强。通过问卷调查发现，该方法与传统教学方法相比，教师和学生更能体会教与学的乐趣，学生更敢于表达自己、提出问题，学习效果更明显。前期课程“工程流体力学”和“钻井工程”已经为该门课程打下了较好基础，为同伴学习讨论的开展提供了良好的前提条件。

通过在“钻井液与完井液”课程中的应用，笔者总结出Jigsaw教学法具有以下优点：（1）通过交流提高了学习兴趣；（2）对知识点的理解更加深刻，利于巩固；（3）自学的过程有利于提高学习积极性；（4）学习过程可培养团队协作能力、责任心、表达交流能力等；（5）使学生适当有压力的学习，独立思考，保障全程全员参与。

同时也存在以下缺点：（1）时间短、内容多，不能很好理解并表达学习内容，更需要自觉课下复习或预习；（2）个别学生会有闲聊、走神儿的现象；（3）会使一些成绩落后的学生有压力和负担；（4）降低了班级内的良性竞争，缩小了个体差异，尤其对学习进度快、成绩好的学生，降低了其学习的进度和效果；（5）缺少相应的辅助手段，较难有效实施，如可移动的桌椅、教室空间拥挤、学生人数多等。

通过针对课程实施情况开展的问卷调查结果来看，学生在这种学习场合下更敢于表达自己、提出问题。对于没有基础或基础稍差的学生，对看似简单的内容也有理解难度，接收理解程度参差不齐。

结语

Jigsaw拼图教学法通过建立合作学习小组，小组成员在一起学习或解决问题，要求每个成员应理解所有知识，需要小组成员之间相互依赖和资源共享，相互沟通，与同伴讨论问题，倾听同伴的想法。而在传统的教室里，学生可能会花更多的时间听教师授课，被动地接受知识，而不能有效地表达自己的想法。作为一种新型高效的合作学习模式，Jigsaw拼图教学法在现有的教学条件下是可以实现的。教师确定学习目标，并将学生分配到小组中，学生有特定的角色和任务，学生之间相互合作并完成学习目标，教师则评估合作小组和学生个人的表现，尤其关注学生在小组中所做的贡献。合作学习适应性强，在小班、大班或跨学科、理论讲授或实验实训领域，都可以成为大学教师有效的教学方法之一。

但Jigsaw拼图教学法在我校现有的教学条件和师资模式下应用也有它的缺点：一是超过30人以上的班级，操作性降低，不熟悉这种方法的师生会感觉课堂混乱，与现有的安静课堂形成鲜明对比，课堂效果大打折扣。对大班来说想控制全局有难度，需要多名教师配合，这对师资短缺的我校来说本身就是一个问题。二是按照现有教学大纲要求，要讲授的内容较多，课时紧张，使得活动时间受限，组内深入学习交流的时间较少，学习效果难以保证。因此，全过程应用目前来说有一定难度，建议选取合适的章节内容，偶尔开展。今后课堂中可逐步开展深度思考的讨论，引导学生课前预习与课后复习，巩固学习效果。

参考文献

［1］杨院.高校课程教学对工科大学生学习收获的影响机制研究［J］.国家教育行政学院学报，2020（5）：89-95.

［2］肖莎，甘勇.Jigsaw reading是合作学习的重要教学方法［J］.时代教育，2012（16）：96-97.

［3］叶海智，程清杰.基于Jigsaw模式的在线学习活动设计与应用研究［J］.现代教育技术，2015，25（1）：87-92+119.

［4］亢莉.Jigsaw教学法在英语听说教学中的设计与应用［J］.教学与管理，2012（30）：130-131.

［5］刘刚.应用型大学专业课程“翻转课堂+合作学习”教学方式研究［J］.中国职业技术教育，2017（17）：50-53.

［6］莘晓陶.来华留学生在口腔科学中的Jigsaw教学模式与质量控制的研究［J］.中国校外教育，2017（18）：53-54.

［7］严楠，周鸣争.计算机网络实践教学jigsaw合作教学模式探讨［J］.安庆师范学院学报（自然科学版），2010，16（2）：109-110.

［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