Jigsaw拼圖教學(xué)法在石油工程專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐

劉雪芬 徐宏武 劉曉森

［摘 要］ 培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才，開展以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和改革十分必要。以石油工程專業(yè)為例，著重探究了基于綜合素質(zhì)能力提升的Jigsaw拼圖教學(xué)法對學(xué)生學(xué)習(xí)行為和態(tài)度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，通過建立合作學(xué)習(xí)小組，同輩之間無壓力的探討和學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。Jigsaw拼圖教學(xué)法使學(xué)生更加勇敢自信、樂于思考，使每個(gè)學(xué)生的溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到鍛煉。學(xué)生對課堂活動(dòng)參與意識也顯著提升。

［關(guān)鍵詞］ 合作學(xué)習(xí)；Jigsaw拼圖教學(xué)法；石油工程；應(yīng)用型

［基金項(xiàng)目］ 2021年度甘肅省高校大學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力提升工程項(xiàng)目“校企融合背景下的應(yīng)用型大學(xué)工科專業(yè)就業(yè)創(chuàng)業(yè)綜合技能提升研究”；2021年度隴東學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目“新工科背景下區(qū)域性應(yīng)用型大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)體系改革與實(shí)踐——以石油工程專業(yè)為例”；2022年度隴東學(xué)院人才培養(yǎng)質(zhì)量提高項(xiàng)目“地方應(yīng)用型大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)體系改革與實(shí)踐——以石油工程專業(yè)為例”

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

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)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(yè)是隴東學(xué)院的特色工科專業(yè)，它立足地方，培養(yǎng)了大批“扎得下根、吃得了苦、干得成事”的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。課堂教學(xué)是人才培養(yǎng)的主渠道，課程教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)而言最為直接、最為重要，是教學(xué)改革的焦點(diǎn)［1］。當(dāng)前知識的獲取和傳播日益便捷，課堂教學(xué)的主要任務(wù)和學(xué)生學(xué)習(xí)的行為方式正在發(fā)生革命性的變化。

在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，我國的石油企業(yè)面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對高校的石油工程人才培養(yǎng)也提出了全新的要求。當(dāng)前國內(nèi)石油工程專業(yè)教學(xué)面臨著諸多困境：（1）教學(xué)方式主要以教師使用多媒體課件進(jìn)行講課為主，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)發(fā)表觀點(diǎn)及參與討論，因而缺乏交流溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決問題的能力；（2）實(shí)踐教學(xué)受經(jīng)費(fèi)、場地等限制，學(xué)生參與實(shí)踐較少，對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提不起興趣，使課堂授課和應(yīng)用脫節(jié)；（3）按照傳統(tǒng)授課模式，由于學(xué)時(shí)少、授課內(nèi)容多以及講解得不夠深入，學(xué)生無法消化吸收。新世紀(jì)的石油工程人才除了應(yīng)具備扎實(shí)的專業(yè)知識以外，交流合作能力、組織協(xié)調(diào)能力、經(jīng)營管理能力、社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)道德、職業(yè)動(dòng)力、職業(yè)理想與信念、職業(yè)熱情與意志、工作態(tài)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(yǎng)應(yīng)用型石油工程專業(yè)技術(shù)人才，開展以學(xué)生為中心、基于綜合素質(zhì)和能力提升的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和改革十分必要。

一、Jigsaw拼圖教學(xué)法簡介

Jigsaw拼圖教學(xué)法是小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式之一，是一種被時(shí)間證明過的有效的合作學(xué)習(xí)法，該學(xué)習(xí)法有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)促進(jìn)同伴指導(dǎo)（Peer Tutoring）［3］。Jigsaw教學(xué)法最初由Aronson教授及其同事于20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)，旨在幫助學(xué)生消除種族歧視、沖突和不信任，從而融洽相處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)效果，創(chuàng)造一種令人愉快的學(xué)習(xí)體驗(yàn)［4］。

目前，國內(nèi)關(guān)于小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式的研究頗多，目的是增加學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，也期望學(xué)生獲得特定的可應(yīng)用的技能。實(shí)踐表明，利用小組合作學(xué)習(xí)，可提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率，最大限度地激發(fā)學(xué)生互動(dòng)和學(xué)習(xí)積極性［5］。但是目前國內(nèi)這些研究大都是針對中小學(xué)課程教學(xué)，或用于高校語言類、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的學(xué)習(xí)，針對工科專業(yè)的應(yīng)用和推廣研究甚少［6-8］。大部分高校仍然采用傳統(tǒng)的教師授課、學(xué)生聽課的模式，討論課較少，學(xué)生探討問題的機(jī)會(huì)不多，難以發(fā)表觀點(diǎn)，課堂參與度不高。

Jigsaw教學(xué)法是基于這樣的認(rèn)識：學(xué)生在“專家組”（Expert Group）學(xué)習(xí)討論問題時(shí)，除了正確的理解知識外，還可以汲取更多人的經(jīng)驗(yàn)和方法，使同一個(gè)問題的研究更加深刻透徹。學(xué)生在回到“原始組”（Home Group）教別人的過程當(dāng)中，不僅能使自己所學(xué)到的知識掌握得更好，而且可以充分起到“傳幫帶”作用，發(fā)揮學(xué)生主體作用和能動(dòng)性，有利于不同層次的學(xué)生更自由地發(fā)揮和主動(dòng)學(xué)習(xí)，符合學(xué)生開放性思維的培養(yǎng)目標(biāo)。除此之外，還可以提高學(xué)生的參與度，確保每個(gè)學(xué)生都積極參與，提升自信心和學(xué)習(xí)效率。學(xué)生通過交流討論，還可以提高語言表達(dá)能力，特別適合大學(xué)課堂的討論式學(xué)習(xí)，較個(gè)體自學(xué)有明顯優(yōu)勢，一定程度上可以解決大班授課、課堂不活躍、壟斷發(fā)言等問題［6］。在這個(gè)過程中，教師是課堂的組織者，協(xié)助、指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)。教師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)聲，表明自己的觀點(diǎn)，可以鍛煉學(xué)生表達(dá)能力和接收、整合信息的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。Jigsaw教學(xué)法的運(yùn)用，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，其終極目的是使“教”和“學(xué)”成為一件快樂的、有意思的事情，讓個(gè)體發(fā)展成為一個(gè)有思想、會(huì)思考的人。

二、實(shí)施步驟

第一步，按照課程性質(zhì)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，將所要學(xué)習(xí)的任務(wù)切割分成n部分。第二步，建立“拼圖組”（Jigsaw Group）或“原始組”，即將學(xué)生分為m組，每組成員數(shù)量為n（總學(xué)生人數(shù)為m×n，每組成員人數(shù)一致，若不能按內(nèi)容均勻分割人數(shù)，則多出的學(xué)生可承擔(dān)監(jiān)督者或觀察者的角色），例如：如果班級有12名學(xué)生，現(xiàn)有三部分學(xué)習(xí)任務(wù)，則可分為4組、每組內(nèi)有3名學(xué)生。第三步，下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)，組內(nèi)成員各自承擔(dān)一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)其中一塊。此時(shí)，組員的主要任務(wù)是分工，將相對獨(dú)立地學(xué)習(xí)各自分配到的內(nèi)容。第四步，拿到相同學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)生組成“專家組”，共同學(xué)習(xí)并相互交流學(xué)習(xí)成果，通過學(xué)習(xí)、理解、交流、討論等環(huán)節(jié)填補(bǔ)知識漏洞，澄清概念和誤解，鞏固概念。第五步，在“專家組”里進(jìn)一步學(xué)習(xí)后，學(xué)生返回到各自“原始組”，依次教授各自所學(xué)內(nèi)容。最后，教師對所有學(xué)生進(jìn)行所學(xué)內(nèi)容的測試與評估，確保學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有正確的理解與認(rèn)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(xué)法運(yùn)用在專業(yè)課程“鉆井液與完井液”的教學(xué)中，該課程是石油工程專業(yè)大三學(xué)生的基礎(chǔ)課。

（一）教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

按照章節(jié)把其中知識點(diǎn)難度適中、邏輯關(guān)聯(lián)不強(qiáng)的部分選取出來，按照J(rèn)igsaw教學(xué)法的步驟和方法將其分解實(shí)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(jié)《流體的基本流型及其特點(diǎn)》為例進(jìn)行說明。本次選取的內(nèi)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(diǎn)。教學(xué)目的是了解流體的4種基本流型和特點(diǎn)，繪制并理解4種流變模式。教學(xué)方法是運(yùn)用Jigsaw教學(xué)法學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行思考、組隊(duì)、分享。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)如表1所示。

在評價(jià)測試環(huán)節(jié)，各組派1名學(xué)生將所學(xué)到的四種流體特征繪制于一張圖中，并向全班學(xué)生描述其特征，其他組成員根據(jù)該組描述是否清楚、理解情況和任務(wù)完成情況等，對其表現(xiàn)打分評價(jià)。

在該小組內(nèi)，由于有4項(xiàng)學(xué)習(xí)講授任務(wù)，組內(nèi)成員根據(jù)每個(gè)學(xué)生對其組內(nèi)任務(wù)的參與完成度、態(tài)度表現(xiàn)、語言表述、任務(wù)理解與講授是否清晰等情況進(jìn)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(jià)

同輩之間無壓力的探討和學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，碰撞出知識的火花。不少學(xué)生課后仍有較高的學(xué)習(xí)熱情，彼此間帶著問題或疑問交流，與傳統(tǒng)鴉雀無聲的教學(xué)相比，這種學(xué)習(xí)形式使學(xué)生更勇敢自信，學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考，并能帶著問題學(xué)習(xí)，不失為一種激勵(lì)性學(xué)習(xí)方法。同時(shí)，這種學(xué)習(xí)方式使每個(gè)學(xué)生都能得到鍛煉，在有限的時(shí)間內(nèi)組織語言、表達(dá)自我，進(jìn)行溝通交流。學(xué)生不光學(xué)到了相關(guān)知識——四種流體類型的特點(diǎn)和曲線特征，在考查階段也鍛煉了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)了參與意識和社會(huì)責(zé)任感。

通過細(xì)化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)與實(shí)施，他們的獨(dú)立學(xué)習(xí)成果會(huì)通過下一步的學(xué)習(xí)得到增強(qiáng)。通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該方法與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，教師和學(xué)生更能體會(huì)教與學(xué)的樂趣，學(xué)生更敢于表達(dá)自己、提出問題，學(xué)習(xí)效果更明顯。前期課程“工程流體力學(xué)”和“鉆井工程”已經(jīng)為該門課程打下了較好基礎(chǔ)，為同伴學(xué)習(xí)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(yīng)用，筆者總結(jié)出Jigsaw教學(xué)法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通過交流提高了學(xué)習(xí)興趣；（2）對知識點(diǎn)的理解更加深刻，利于鞏固；（3）自學(xué)的過程有利于提高學(xué)習(xí)積極性；（4）學(xué)習(xí)過程可培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、責(zé)任心、表達(dá)交流能力等；（5）使學(xué)生適當(dāng)有壓力的學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考，保障全程全員參與。

同時(shí)也存在以下缺點(diǎn)：（1）時(shí)間短、內(nèi)容多，不能很好理解并表達(dá)學(xué)習(xí)內(nèi)容，更需要自覺課下復(fù)習(xí)或預(yù)習(xí)；（2）個(gè)別學(xué)生會(huì)有閑聊、走神兒的現(xiàn)象；（3）會(huì)使一些成績落后的學(xué)生有壓力和負(fù)擔(dān)；（4）降低了班級內(nèi)的良性競爭，縮小了個(gè)體差異，尤其對學(xué)習(xí)進(jìn)度快、成績好的學(xué)生，降低了其學(xué)習(xí)的進(jìn)度和效果；（5）缺少相應(yīng)的輔助手段，較難有效實(shí)施，如可移動(dòng)的桌椅、教室空間擁擠、學(xué)生人數(shù)多等。

通過針對課程實(shí)施情況開展的問卷調(diào)查結(jié)果來看，學(xué)生在這種學(xué)習(xí)場合下更敢于表達(dá)自己、提出問題。對于沒有基礎(chǔ)或基礎(chǔ)稍差的學(xué)生，對看似簡單的內(nèi)容也有理解難度，接收理解程度參差不齊。

結(jié)語

Jigsaw拼圖教學(xué)法通過建立合作學(xué)習(xí)小組，小組成員在一起學(xué)習(xí)或解決問題，要求每個(gè)成員應(yīng)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(tǒng)的教室里，學(xué)生可能會(huì)花更多的時(shí)間聽教師授課，被動(dòng)地接受知識，而不能有效地表達(dá)自己的想法。作為一種新型高效的合作學(xué)習(xí)模式，Jigsaw拼圖教學(xué)法在現(xiàn)有的教學(xué)條件下是可以實(shí)現(xiàn)的。教師確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將學(xué)生分配到小組中，學(xué)生有特定的角色和任務(wù)，學(xué)生之間相互合作并完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師則評估合作小組和學(xué)生個(gè)人的表現(xiàn)，尤其關(guān)注學(xué)生在小組中所做的貢獻(xiàn)。合作學(xué)習(xí)適應(yīng)性強(qiáng)，在小班、大班或跨學(xué)科、理論講授或?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)領(lǐng)域，都可以成為大學(xué)教師有效的教學(xué)方法之一。

但Jigsaw拼圖教學(xué)法在我校現(xiàn)有的教學(xué)條件和師資模式下應(yīng)用也有它的缺點(diǎn)：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(huì)感覺課堂混亂，與現(xiàn)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(gè)問題。二是按照現(xiàn)有教學(xué)大綱要求，要講授的內(nèi)容較多，課時(shí)緊張，使得活動(dòng)時(shí)間受限，組內(nèi)深入學(xué)習(xí)交流的時(shí)間較少，學(xué)習(xí)效果難以保證。因此，全過程應(yīng)用目前來說有一定難度，建議選取合適的章節(jié)內(nèi)容，偶爾開展。今后課堂中可逐步開展深度思考的討論，引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

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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