Jigsaw拼图教学法在石油工程专业教学中的实践

［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）学习讨论问题时，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，在考查阶段也锻炼了团队协作能力，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.