Jigsaw is a cooperative learning st

Jigsaw is a cooperative learning structure applicable to team assignments that call for expertise in several distinct areas. For example, in a laboratory exercise, areas of expertise might include experimental design, equipment calibration and operation, data analysis (including statistical error analysis), and interpretation of results in light of theory, and in a design project the areas might be conceptual design, process instrumentation and control, safety and environmental impact evaluation, and cost and profitability analysis.

3

Suppose four such areas are identified for a project. The students are formed into teams of four, and either the instructor or the team members designate which member will be responsible for each area. Then all the experts in each area are given specialized training, which may involve getting handouts or presentations by the course instructor, a faculty colleague, or a graduate student knowledgeable in the area in question. The students then return to their home teams and complete the assignment. The teams count on each member to provide his or her expertise, and if an expert does a poor job, the quality of the final project is compromised and everyone’s grade suffers. Moreover, if the students are tested on all of the areas of expertise, the overall learning from the assignment improves dramatically. The tests require all students to understand the entire project, and not just the part that they were the experts in (individual accountability), and the experts have the responsibility of transmitting their expertise to their teammates (positive interdependence).

Peer Editing

When teams turn in written lab reports and/or give oral presentations, the usual procedure is for the instructor to do the critiquing and grading. A powerful alternative is peer editing, in which pairs of groups do the critiquing for each other’s first drafts (written) or run-throughs (oral). The groups then revise their reports and presentations taking into account the critiquing teams’ suggestions and then submit or present to the instructor. This activity lightens the grading load for instructors, who end up with much better products to grade than they would have without the first round of critiquing.

If a grading checklist or rubric is to be used for grading the team reports (which is always a good idea), it should be shared with the students before the reports are written and used for the peer editing. This practice helps the students understand what the instructor is looking for and invariably results in the preparation of better reports, and it also helps assure that the peer critiques are as consistent and useful as possible. If several rounds of peer editing are done and the instructor collects and grades the checklists or rubrics for the first one or two rounds, the students will end up giving much the same rubric scores as the instructor gives, and in good classes the instructor may only have to do spot checks of peer grades instead of having to provide detailed feedback on every report.

Peer-Led Team Learning

In peer- led team learning (PLTL), lectures are supplemented by weekly 2-hour workshops in which students work in six- to eight-person groups to solve structured problems under the guidance of trained peer leaders. The problems must be challenging and directly related to the course tests and other assessment measures. The course professor creates problems and instructional materials, assists with the training and supervision of peer leaders, and reviews progress of the workshops. The materials prompt students to consider ideas, confront misconceptions, and apply what they know to the solution process. The peer leaders clarify goals, facilitate engagement of the students with the materials and one another, and provide encouragement, but do not lecture or provide answers and solutions (8, 9).

PLTL was developed by chemistry educators in the 1990s and may be the most prominent group-learning strategy in chemistry education. (We will later describe illustrative implementations of the approach.) It is not a cooperative learning strategy by definition, but as Tien et al. (10) point out, it shares a number of elements with CL. The students are confronted with difficult problems and must rely primarily on one another to develop solutions, which promotes positive interdependence, and face-to-face interaction is crucial to the workshop format. Students are tested individually on the knowledge required to solve the problems, and a function of the peer leader is to get team members to explain their understanding to their teammates, both of which provide individual accountability. There is no formal instruction in teamwork skills in PLTL, but informal instruction invariably occurs as the peer leaders facilitate the group interactions. The only CL criterion that does not appear to be addressed as part of the



4

PLTL model is regular self-assessment of team functioning, and it would be trivial to add that in PLTL implementations.

Applications in Chemistry Education

The literature of applications of cooperative learning in science, technology, engineering, and mathematics is quite large, and a comprehensive review of it is well beyond the scope of this chapter. We will confine ourselves here to describing several examples of applications in chemistry courses.

A bibliography assembled by Nurrenbern and Robinson (11) cites references to roughly 30 studies of team-based learning in chemistry lecture and laboratory courses, and a search for articles in recent issues of the Journal of Chemical Education that included cooperative learning among the key words revealed 47 articles published in 2004, 2005, and the first half of 2006. In the remainder of this section we describe several of these studies.

Hinde and Kovac (12) discuss two courses that introduced team- based learning in different ways. In the second semester of a physical chemistry course for chemistry and chemical engineering majors, biweekly computer-based group work sessions supplemented traditional lectures, and in the the second semester of a biophysical chemistry course taken primarily by biochemistry majors, an approach based on group work with occasional supplementary mini-lectures was used. The group sessions in both courses were inquiry-based. The self -selected teams of three or four in the biophysical chemistry course were given guidelines on effective teamwork, and both peer ratings and self-ratings of student performance on teams contributed to the final course grades. In the physical chemistry course there was little difference in performance between the class in question and previous classes that had been taught without group work, but this result is not surprising in view of the fact that the group activities were infrequent and most of the defining criteria for cooperative learning were not met. In the biophysical chemistry course the instructor’s assessment was that the students gained considerable conceptual understanding and problem-solving ability as well as critical thinking and teamwork sklls, but no comparison with a control group was carried out that would elevate the assessment of the course beyond the anecdotal level. The author concludes that the course would have been improved by providing more structure and feedback, maintaining a better balance between individual and group work, and doing more to promote individual accountability (e.g., give more individual tests) and positive interdependence (e.g., establish and rotate assigned roles within teams).

A better example of cooperative learning implementation and assessment is provided by Tien et al. (10), who conducted peer-led team learning in a first-semester organic chemistry course over a three-year period and compared the performance of the students with the that of students who had taken a traditional version of the course in the preceding three years. The course instructor, text, examination structure, and grading system were the same for both the treatment and comparison groups. While instruction in teamwork skills is not necessarily a component of PLTL, in this case the peer leaders were trained in group dynamics and group skills and used their training to help the student teams learn to function effectively. It is therefore fair to say that the PLTL implementation described in this study fully qualifies as cooperative learning. On average, the workshop students significantly outscored their traditionally-taught counterparts on individual course exams, final course grades, retention in the course, and percentage earning the minimum acceptable grade of C– for moving on to the second semester organic chemistry course. Similar results were obtained specifically for female students and underrepresented minority students. The treatment group found the workshops and workshop problems their most important aids to learning in the course. Similar findings have been reported for PLTL programs in an organic chemistry class at another institution (13) and in a biology course (14), as well as for a cooperative learning implementation in organic chemistry (15).

Results (Vietnamese) 1:

Ghép hình là một hợp tác xã học cấu trúc áp dụng cho các bài tập đội kêu gọi chuyên môn trong một số khu vực khác biệt. Ví dụ, trong một tập thể dục phòng thí nghiệm, lĩnh vực chuyên môn có thể bao gồm thiết kế thử nghiệm, hiệu chuẩn thiết bị và hoạt động, phân tích dữ liệu (bao gồm cả phân tích thống kê lỗi), và giải thích các kết quả trong ánh sáng của lý thuyết, và trong một dự án thiết kế các lĩnh vực có thể là thiết kế khái niệm, quá trình đo lường và kiểm soát, an toàn và tác động môi trường đánh giá, và chi phí và lợi nhuận phân tích.3 Giả sử bốn những khu vực được xác định cho một dự án. Các sinh viên được thành lập thành nhóm của bốn, và một trong hai người hướng dẫn hoặc các thành viên trong nhóm chỉ định thành viên mà sẽ chịu trách nhiệm cho từng khu vực. Sau đó tất cả các chuyên gia trong mỗi khu vực được chuyên đào tạo, mà có thể bao gồm nhận được tờ rơi hoặc trình bày của các giảng viên khóa học, một giảng viên đồng nghiệp hoặc một sinh viên tốt nghiệp kiến thức trong khu vực trong câu hỏi. Các sinh viên sau đó trở về để đội nhà của họ và hoàn thành nhiệm vụ. Các đội bóng tính trên mỗi thành viên để cung cấp kiến thức chuyên môn của mình, và nếu một chuyên gia làm một công việc người nghèo, chất lượng của dự án cuối cùng thỏa hiệp và lớp của tất cả mọi người bị. Hơn nữa, nếu các sinh viên đang được thử nghiệm trên tất cả các lĩnh vực chuyên môn, học tập tổng thể từ nhiệm vụ cải thiện đáng kể. Các bài kiểm tra đòi hỏi tất cả học sinh hiểu toàn bộ dự án, và không chỉ là phần mà họ đã là các chuyên gia trong (trách nhiệm cá nhân), và các chuyên gia có trách nhiệm của truyền chuyên môn của họ để đồng đội của họ (phụ thuộc lẫn nhau tích cực).Peer chỉnh sửaKhi đội bật trong văn phòng thí nghiệm báo cáo và/hoặc cung cấp cho thuyết trình, các thủ tục thông thường là cho hướng dẫn để làm các phê bình và chấm điểm. Một thay thế mạnh mẽ là ngang chỉnh sửa, trong đó cặp của nhóm để phê bình lẫn nhau đầu tiên bản thảo (văn bản) hoặc run-throughs (bằng miệng). Các nhóm sau đó sửa đổi báo cáo và các bài thuyết trình có tính đến các đội critiquing đề xuất của họ và sau đó gửi hoặc trình bày cho người hướng dẫn. Hoạt động này lightens tải chấm điểm cho giảng viên, những người sẽ chỉ với các sản phẩm tốt hơn nhiều đến lớp hơn họ sẽ có nếu không có vòng đầu tiên của phê bình.Nếu một danh sách kiểm tra phân loại hoặc phiếu tự đánh giá là để được sử dụng để phân loại các báo cáo nhóm (mà luôn luôn là một ý tưởng tốt), nó phải được chia sẻ với các sinh viên trước khi các báo cáo được viết và được sử dụng cho peer chỉnh sửa. Thực hành này giúp sinh viên hiểu những gì người hướng dẫn tìm kiếm và không thay đổi kết quả trong việc chuẩn bị báo cáo tốt hơn, và nó cũng giúp đảm bảo rằng critiques ngang như phù hợp và hữu ích nhất có thể. Nếu nhiều vòng ngang chỉnh sửa được thực hiện và các giảng viên thu thập và điểm số các danh sách kiểm tra hoặc rubrics cho lần đầu tiên một hoặc hai vòng, các sinh viên sẽ kết thúc lên đưa ra nhiều điểm phiếu tự đánh giá tương tự như các hướng dẫn cung cấp cho, và trong các lớp học tốt người hướng dẫn có thể chỉ có để làm kiểm tra tại chỗ của các lớp ngang thay vì phải cung cấp thông tin phản hồi chi tiết về mỗi báo cáo.Peer lãnh đạo nhóm học tậpTrong peer-dẫn đầu nhóm học tập (PLTL), bài giảng được bổ sung bởi lượt 2-hour hội thảo trong đó việc học sinh trong các người sáu đến tám nhóm để giải quyết các vấn đề có cấu trúc dưới sự hướng dẫn của nhà lãnh đạo được đào tạo ngang. Những vấn đề phải được đầy thách thức và trực tiếp liên quan đến các bài kiểm tra khóa học và các biện pháp đánh giá. Giáo sư khóa học tạo ra vấn đề và tài liệu giảng dạy, hỗ trợ với việc đào tạo và giám sát của nhà lãnh đạo ngang, và đánh giá sự tiến bộ của các cuộc hội thảo. Các tài liệu nhắc nhở học sinh để xem xét những ý tưởng, đối đầu với quan niệm sai lầm, và áp dụng những gì họ biết đến quá trình giải pháp. Các nhà lãnh đạo ngang nhau làm rõ mục tiêu, tạo điều kiện cho sự tham gia của các sinh viên với các tài liệu và khác, và cung cấp khuyến khích, nhưng không giảng dạy hoặc cung cấp câu trả lời và giải pháp (8, 9).PLTL đã được phát triển bởi hóa giáo dục trong những năm 1990 và có thể là chiến lược nhóm học tập nổi bật nhất trong hóa học giáo dục. (Chúng tôi sau đó sẽ mô tả việc triển khai minh họa của các phương pháp.) Nó không phải là một hợp tác học tập chiến lược theo định nghĩa, nhưng khi tiến et al. (10) chỉ ra, nó chia sẻ một số yếu tố với CL. Các sinh viên đang phải đối mặt với những vấn đề khó khăn và phải dựa chủ yếu vào nhau để phát triển các giải pháp, đó khuyến khích phụ thuộc lẫn nhau tích cực, và mặt đối mặt tương tác là rất quan trọng để định dạng hội thảo. Học sinh được kiểm tra cá nhân trên những kiến thức cần thiết để giải quyết các vấn đề, và một chức năng của các nhà lãnh đạo ngang nhau là để có được thành viên trong nhóm để giải thích sự hiểu biết của họ để đồng đội của họ, cả hai đều cung cấp trách nhiệm cá nhân. Không có hướng dẫn chính thức trong kỹ năng làm việc theo nhóm trong PLTL, nhưng không chính thức hướng dẫn không thay đổi xảy ra khi các nhà lãnh đạo ngang nhau tạo điều kiện cho sự tương tác của nhóm. Các tiêu chí CL chỉ dường như không được giải quyết như là một phần của các 4 PLTL mô hình là thường xuyên tự đánh giá của nhóm hoạt động, và nó sẽ là tầm thường để thêm rằng trong việc triển khai PLTL.Ứng dụng trong hóa học giáo dụcCác tài liệu của các ứng dụng học tập hợp tác khoa học, công nghệ, kỹ thuật, và toán học là khá lớn, và một đánh giá toàn diện của nó là cũng vượt ra ngoài phạm vi của chương này. Chúng tôi sẽ nhốt chúng ta ở đây để mô tả một vài ví dụ của các ứng dụng trong hóa học các khóa học.Một thư mục Nurrenbern và Robinson (11) trích dẫn tài liệu tham khảo để khoảng 30 nghiên cứu dựa trên nhóm học tập trong các khóa học bài giảng và phòng thí nghiệm hóa học, và một tìm kiếm cho bài viết trong các vấn đề gần đây của tạp chí các giáo dục hóa học bao gồm các học tập hợp tác giữa các từ khóa tiết lộ 47 bài báo xuất bản trong 2004, 2005, và nửa đầu năm 2006. Phần còn lại của phần này, chúng tôi mô tả một số các nghiên cứu này.Hinde và Kovac (12) thảo luận về hai khóa học giới thiệu nhóm-dựa học theo những cách khác nhau. Trong học kỳ thứ hai của một khóa học hóa lý hóa học và chuyên ngành kỹ thuật hóa học, hai nhóm dựa trên máy tính làm việc buổi bổ sung bài giảng truyền thống, và trong các học kỳ thứ hai của một khóa học lý sinh hóa học thực hiện chủ yếu bằng chuyên ngành hóa sinh, một cách tiếp cận dựa trên nhóm làm việc với không thường xuyên bổ sung mini-bài giảng đã được sử dụng. Các phiên họp nhóm trong cả hai khóa học được dựa trên yêu cầu thông tin. Các tự - đã chọn các nhóm ba hoặc bốn trong quá trình hóa học lý sinh được hướng dẫn về hiệu quả làm việc theo nhóm, và cả hai đánh giá ngang nhau và tự-xếp hạng của hiệu suất học sinh vào các đội đã đóng góp cho các lớp cuối cùng khóa học. Trong quá trình hóa học vật lý đã có ít sự khác biệt hiệu suất giữa các lớp trong câu hỏi và các lớp học trước đó đã được dạy mà không làm việc theo nhóm, nhưng kết quả này không phải là đáng ngạc nhiên theo quan điểm của một thực tế rằng hoạt động của nhóm đã không thường xuyên và hầu hết các tiêu chí xác định cho hợp tác học tập không được đáp ứng. Hóa học lý sinh khóa học của người hướng dẫn đánh giá là rằng các sinh viên đã đạt được sự hiểu biết khái niệm đáng kể và khả năng giải quyết vấn đề cũng như quan trọng suy nghĩ và làm việc theo nhóm sklls, nhưng không có so sánh với một nhóm kiểm soát được thực hiện mà sẽ nâng cao việc đánh giá khóa học ngoài mức giai thoại. Tác giả kết luận rằng các khóa học nào có được cải thiện bằng cách cung cấp thêm các cấu trúc và phản hồi, duy trì một sự cân bằng tốt hơn giữa các cá nhân và làm việc theo nhóm, và làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy trách nhiệm cá nhân (ví dụ, cung cấp cho bài kiểm tra nhiều cá nhân) và phụ thuộc lẫn nhau tích cực (ví dụ, thiết lập và xoay các vai trò được gán trong đội).Một ví dụ tốt hơn của các hợp tác xã học thực hiện và đánh giá được cung cấp bởi tiến et al. (10), người tiến hành đã dẫn ngang hàng đội học trong một khóa học học kỳ đầu tiên hữu cơ hóa học trong một khoảng thời gian ba năm và so sánh hiệu suất của các sinh viên với điều đó của sinh viên đã thực hiện một phiên bản truyền thống của khóa học trong ba năm trước. Khóa học hướng dẫn, văn bản, kiểm tra cấu trúc và hệ thống chấm điểm là giống nhau cho cả hai điều trị và so sánh các nhóm. Trong khi giảng dạy kỹ năng làm việc theo nhóm là không nhất thiết phải là một thành phần của PLTL, trong trường hợp này các nhà lãnh đạo ngang hàng đã được đào tạo trong nhóm năng động và nhóm kỹ năng và sử dụng đào tạo của họ để giúp học sinh đội tìm hiểu hoạt động có hiệu quả. Do đó là công bằng để nói rằng việc thực hiện PLTL được mô tả trong nghiên cứu này hoàn toàn đủ điều kiện như học tập hợp tác xã. Trung bình, các sinh viên hội thảo đáng kể các outscored đối tác truyền thống giảng dạy của họ về kỳ thi cá nhân khóa học, các lớp cuối cùng khóa học, lưu giữ trong các khóa học, và tỷ lệ phần trăm thu nhập tối thiểu lớp chấp nhận được của C-để di chuyển để khóa học hóa học hữu cơ học kỳ thứ hai. Kết quả tương tự đã được đặc biệt cho các nữ sinh viên và học sinh dân tộc thiểu số underrepresented. Nhóm điều trị tìm thấy các hội thảo và hội thảo vấn đề của aids quan trọng nhất để học tập trong quá trình. Tương tự như kết quả đã được báo cáo cho các chương trình PLTL trong một lớp học hóa học hữu cơ tại một cơ sở giáo dục (13) và trong một sinh học khóa học (14), cũng như đối với một hợp tác xã học thực hiện trong hóa hữu cơ (15).