【摘要】该文是系统研究“信息技术与课程整合教学模式”系列研究论文的第六篇。这组系列研究论文对信息技术与课程整合实施过程中广大教师必须面对的重要问题――“对信息技术环境下教学模式的内涵与特征应如何正确认识、以及对这类教学模式应如何有效实施”作了较深入的探讨；该文则着重对课外整合模式中的另外一个也颇具影响力的代表“适时教学（JiTT）模式”进行研究，并从该模式的产生背景、内涵与特征、实施步骤及实施案例等几个方面作出比较深入的阐述。
【关键词】信息技术与课程整合；教学模式；课外整合教学模式；适时教学（及时教学）
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097 (2008) 12―0009―05
一 Just-in-Time Teaching模式的产生背景
Just-in-Time Teaching（国内翻译为“适时教学”或“及时教学”，简称“JiTT”）是20世纪末在美国高校本科教学中出现的一种新型的教与学策略。由于这种教与学策略必须在网络环境下（即要有信息技术手段的支持）才能够实施，所以基于JiTT的教学过程也被称之为信息技术与课程整合的一种教学模式，简称Just-in-Time Teaching模式（适时教学模式），或JiTT模式。最早提出这种教与学策略的学者是美国空军学院和普渡大学的一批物理教师，1999年，来自这两所大学的4位物理教师共同撰写了有关适时教学的第一本专著[3]――《适时教学：主动学习与Web技术的结合》（Just-in-Time Teaching：Blending Active Learning with Web Technology）（下文简称之为《适时教学》）。该书对适时教学的内涵与特征、实施过程与运用方法以及适用的教与学对象（即何种类型的教师与学生较适合于该种教与学策略）等都做了详细的介绍。
《适时教学》一书的主要作者之一诺瓦克教授（Gregor Novak）是一位有着近40年大学教龄的教师，他在多年的物理教学过程中发现，尽管学生每周只上一次他的课，每次3～4 小时，可是课堂教学常常使学生们感到枯燥乏味，难以激发起他们的学习兴趣，因此他一直在思考为什么大学的本科教学会出现这种状况[4]。他认为，这已经不是某一个国家的特殊问题，而是几乎所有国家的本科教学都存在的共同问题；如何实现有效的教学也不仅是高等教育所面对的问题，而是整个教育界所面对的难题。在因特网已日益普及的时代，能否利用网络在信息传递上具有的无可比拟优势（如快捷性、丰富性以及不受时空限制的共享性等等），将它融入到本科教学中，改变原来的教师讲、学生听，以灌输为主的传统做法，实现教师和学生之间随时随地的沟通与交流，极大地激发学生学习的主动性、积极性，从而变革传统的教育思想、教学观念与教学模式，达到有效教学（即有效提升学科教学质量）的目的。这正是适时教学的创造者们当初考虑的出发点，也是Just-in-Time Teaching产生的背景。
二 Just-in-Time Teaching模式的内涵与特征
诺瓦克等人为“适时教学”给出的定义是：Just-in-Time Teaching（JiTT）是建立在“基于网络的学习任务”（Web-based study assignment）和“学习者的主动学习课堂”（active learner classroom）二者交互作用基础上的一种新型教与学策略[1][2]。
基于网络的学习任务要求学生在课前按照教师精心设计的预习要求，在网上完成教师指定的预习任务――写下自己对预习内容的理解，并通过电子邮件在课前反馈给教师。预习内容事先由教师制作成网页，放在网络上，以便学生随时查看；教师在课前要及时通过网络检查学生就指定预习内容所提交的反馈，然后根据这种反馈所了解到的、学生对即将在本节课上讲授内容的理解程度和存在问题,对本节课的教学设计做出适应性调整（即根据学生的实际情况对当前的授课内容、方法策略与教学进度做适当的调整），在此基础上实施有针对性的、切合实际的教学，以达到适应不同学习者的认知发展水平与认知发展特点的目标――这正好体现出适时教学名称的本意（一种适合时宜的、能适应学习者发展时机与特点的教学）。
在JiTT模式中，还有一种基于网络的学习任务是在课后开展的“难题探究”（Wrap-up Puzzles），其作用主要是促进学生高级、复杂认知能力的发展。
学习者的主动学习课堂，其主要形式是在教师已经实施上述有针对性的、比较切合实际的教学的基础上，开展各种各样的讨论与辩论――包括教师和学生之间、学生和学生之间、全班性的或小组的讨论与辩论。在这些讨论与辩论过程中，通常还要穿插一些角色扮演、操练与练习、甚至是演示或实验等活动；开展这些讨论与辩论以及穿插其他一些活动的目的，不仅是要促进学生对知识与技能的深入理解与掌握，更重要的是力图真正营造出“学习者的主动学习课堂”，从而充分调动每一位学习者在学习过程中的主动性、积极性乃至创造性，并彻底改变传统教学中学习者总是处于被动接受和被动灌输的那样一种局面。
从信息技术与课程整合的角度看，上述适时教学模式具有明显的课外整合特征。之所以说具有这种特征，是因为作为适时教学模式第一个实施阶段的“基于网络的学习任务”主要不是在课内完成，而是在课前和课后、也就是在课外完成――从上面关于适时教学模式内涵的介绍可以看到，基于网络的学习任务包含三方面的内容。一是学生在课前必须通过网络进行预习并且预习后要用电子邮件向教师提交反馈材料；二是教师根据学生在课前提交的反馈材料，实施有针对性的、比较切合实际的教学；三是学生在课后开展的基于网络的“难题探究”活动。表面上看，这三方面内容的第一和第三方面涉及课前和课后（即课外），第二方面则涉及课内。但是事实上，在这种模式下教师在课堂上（即课内）的授课内容、方法与进度，以及它所能达到的教学质量与教学效果，在很大程度上都取决于学生在课前通过网络进行预习的情况和他们在课前通过网络向教师提交反馈材料的翔实程度，因而就“基于网络的学习任务”这个阶段的信息技术与课程整合而言，我们可以断言：它主要不是在课内完成，而是在课前和课后、也就是在课外完成；即具有课外整合的特征。
那么，从信息技术与课程整合的角度看，适时教学模式是否还具有课内整合的特征呢？如上所述，除了在“基于网络的学习任务”这个实施阶段的第二个方面与课内有关以外，作为适时教学模式第二实施阶段的“学习者的主动学习课堂”也必须要在课内才能完成――体现学习者主动性、积极性的各种讨论与辩论以及其他的穿插活动全都是在课堂教学过程中完成的。但是这不过是一种表面现象，事物的本质在于：所有这些讨论与辩论以及其他的各种穿插活动，如果想要取得明显效果、特别是想要达到较高预期目标（即达到充分调动每一位学习者在学习过程中的主动性、积极性乃至创造性目标）的话，在此模式下又与学生在课前通过网络进行的预习是否认真、是否充分有极大的关系（不要忘记：在这种“主动学习课堂”上，学习者尽管可以自由地、主动地就各种各样的讨论与辩论题目发表自己的观点，但是这些观点具有多大的意义与价值以及认知层次的高低，显然又与学生在课前通过网络进行的预习和准备是否认真、是否充分直接相关――这是因为预习的内容、要求以及讨论与辩论的题目都是由任课教师依据课程的教学目标事先设计好的，这二者之间必然存在密切的联系）。换句话说, 适时教学模式的第二阶段尽管都是在课内完成,但是由于这个阶段：第一，不是强调信息技术手段的运用而是强调讨论与辩论（即很少涉及“整合”）所以谈不上具有课内整合特征；第二，这个阶段教学目标的达成也与学生在课前通过网络进行的预习和准备情况密切相关,既然与“课前（即课外）的网上预习”有关，那么，就“学习者的主动学习课堂”这个阶段的信息技术与课程整合而言，在某种程度上我们也可以认为它具有课外整合的特征。
以上分析表明，Just-in-Time Teaching（适时教学模式）就其信息技术手段（网络）的运用而言，主要是在课前和课后、也就是在课外完成（教师把预习内容和要求制作成网页，以及学生进行预习和预习后向教师提交反馈材料都是在课前完成；学生自主开展的基于网络的“难题探究”活动则是在课后完成），整个适时教学模式最终所能达到的教学质量与教学效果（包括在“基于网络的学习任务”和“学习者的主动学习课堂”这两个阶段中的教学质量与效果），也在很大程度上取决于学生在课前的预习是否认真、是否充分以及他们在课前向教师提交的反馈材料是否翔实；尽管这种教学模式的组成要素和实施环节大部分都涉及到课堂教学（即与课内实施有关），但是与课内有关的部分一般很少涉及（甚至完全没有涉及）信息技术手段的运用，整个适时教学模式最终所能达到的教学质量与教学效果也是主要取决于课前（即课外）的活动，而不是课内的活动。由此我们可以得出结论：Just-in-Time Teaching作为信息技术与课程整合的教学模式而言，基本上还是属于一种 “课外整合模式”，或者说是一种“以课外整合为主的课内外结合模式”，而不是一种“课内整合模式”或“课内为主的整合模式”。这是Just-in-Time Teaching的本质特征，对此应有充分的认识。
由于适时教学模式的实施要以学生在上课前先进行基于网络的充分预习为前提，这无疑对学生的学习自觉性与自主学习能力提出了较高的要求，所以，一般说来这种模式比较适用于中专或高中以上具有网络环境的信息技术与学科教学的整合（特别是高等院校的本科教学最为适合）；而不太适用于初中和小学阶段的信息技术与学科教学的整合。这是Just-in-Time Teaching的另一个重要特征。 此外，还应注意这种模式一定要有网络环境才能实施，否则一切无从说起。
三 Just-in-Time Teaching 模式的实施步骤
如上所述，适时教学模式是通过网络技术的应用将“基于网络的学习任务”和“学习者的主动学习课堂”二者有机结合的一种新型教学模式。该模式的实施涉及三个阶段共五个步骤[5]，其中第一、二、三步骤用于完成第一阶段的“基于网络的学习任务”（预习和上课）；第四个步骤属于第二阶段，用于实现“学习者的主动学习课堂”（讨论和辩论）；第五个步骤则用于完成第三阶段的“基于网络的学习任务”（难题探究）。
1 教师在网上发布课前预习内容（Warm-up Questions）
教师按照下一节课的教学目标仔细设计好学生应事先预习的内容，并由教师制作成网页形式放在网络上，学生可以随时查看。预习内容包含与下一节课相关的阅读资料、思考题、练习题等。为便于学生预习，教师不仅要提出预习内容、要求，还要提供多种形式的、内容丰富的资源性网页。在这类资源性网页上包含有与本课程相关的论文、专著、课件、教学案例和实践活动，此外还列出了许多相关链接；其中一些文章从不同角度介绍了将要学习课程的意义及价值。
2 学生在课前要认真预习并向教师反馈
学生应在课前按照教师布置的预习要求，利用上述资源性网页认真完成以下三项预习作业：① 看完与下一节课相关的阅读资料；② 写出自己对阅读内容的理解并做完指定的思考题和练习题；③ 在下节课上课之前把上述预习收获（对阅读内容的理解、对指定问题的思考和对练习题的解答）通过网络用电子邮件反馈给任课教师。
3 教师根据学生的反馈对教学做出适应性调整并加以实施
教师应通过网络在上课前及时地查看学生的反馈材料，根据这些材料所了解到的、学生对即将在本节课上讲授内容的理解程度和存在问题对本节课的教学设计做出适应性调整（即根据学生的实际情况对当前的授课内容、方法策略与教学进度做适当的调整），在此基础上实施有针对性的、切合实际的教学，以达到适应不同学习者的认知发展水平与认知发展特点的目标。
学生把课前的预习情况通过网络反馈到任课教师那里，教师再依据学生的反馈，对本节课的教学内容、方法、进度进行调整――这是一个“反馈环”（Feedback loop）。正是由于有如上所述的基于网络的反馈环存在，才使教师能够及时对当前的教学做出适应性调整，达到适应不同学习者认知水平与认知特点的目标。所以基于网络的反馈环是适时教学模式中的核心组成要素。
4 创设“学习者的主动学习课堂”
在实现上述反馈环的基础上，Just-in-Time Teaching 还要求教师利用课堂开展各种各样的讨论与辩论――包括教师和学生之间、学生和学生之间、全班性的或小组的讨论与辩论。在这些讨论与辩论过程中，通常还要穿插一些角色扮演、操练与练习、甚至是演示或实验等活动；开展这些讨论与辩论以及穿插其他一些活动的目的，不仅是要促进学生对知识与技能的深入理解与掌握，更重要的是力图营造出“学习者的主动学习课堂”，从而充分调动每一位学习者在学习过程中的主动性、积极性乃至创造性。
5 促进学生高级、复杂认知能力的发展
为了促进学生高级、复杂认知能力的发展，在通过上述主动学习课堂进行充分讨论与辩论，从而使学生普遍对概念有较深入理解、对知识有较牢固掌握的基础上，Just-in-Time Teaching 还要求在课后自主开展基于网络的“难题探究”（Wrap-up Puzzles）――要求学生将某些较复杂、困难的问题作为专题在网上进行探究。为了使这一环节的学习更有成效，教师应对“难题探究”（Wrap-up Puzzles）的主题和探究内容事先做精心的设计。这种探究的主题和内容应紧紧围绕前一阶段所学过的重要概念和某些知识点；而且在设置主题和拟定探究内容时必须注意以下几点：
① 表述要有一定的模糊性以便引发争辩与思考；
② 暗藏某种玄机故意引导概念不清者误入歧途；
③ 尽可能选用具有开放性的题目以培养发散思维和创新思维。
显然，要想正确回答按上述方式设定的难题（Puzzles）是有一定挑战性的。这种设置了陷阱的题目，若是出现在正规考试的试卷上可能会引起争议，甚至遭到一些学生的抱怨和反对, 但是若出现在课后的探究性活动中则可帮助学生形成更科学、更严格、更清晰的概念，并留下难以忘却的深刻印象。实践证明，“难题探究”（Wrap-up Puzzles）对于促进学生高级、复杂认知能力的发展确有较好的作用。
四 Just-in-Time Teaching模式的实施案例
美国杜克大学的 Tammy Bailey 和 Jeffrey Forbes教授在他们于2004年夏天所教的“计算机科学导论”课程中曾较成功地运用Just-in-Time Teaching模式，取得较好效果。由于成功实施适时教学模式的关键是课前的预习――教师必须事先为下一节课精心设计好预习的内容和要求（既要符合下一节课的教学目标，又要具有很强的启发性和科学性；这样才能有效地激发学生对下一节课的学习兴趣，又能为下一节课的教学提供必要的知识准备），所以对“预习内容和要求”的设计既是适时教学模式成功实施的重点也是难点。下面介绍的就是Bailey和Forbes两位教授在他们的课程中如何设计“预习内容和要求”的几个优秀案例（在关于密码技术课的案例中还包括有创设“学习者主动学习课堂”的设计内容）[3]。
1 关于“算法设计课”的预习内容和要求
① 要求学生先阅读George Polya 著作中有关“问题求解”的基本概念[6]。
② 然后完成下面的思考与练习题：
“在汤姆的仓库里有三只水果箱。一只箱里装苹果，一只箱里装橙子，另一只箱里既有苹果又有橙子。箱子上有标签注明其中所装水果的名称，但是这些标签全都贴错了（所标注的水果名称与其中所装水果不符）。试问汤姆能否只从一只箱子中取出一个水果就判断出每只箱子里装的是什么水果？”
在课堂上教师对这一问题进行讲解时，应特别强调问题求解策略。对于当前面临的问题，从策略上说可以分两步求解：第一步先确定其中一只箱子的内容，这一步很简单，可以直接判定（因为是从一只箱子里直接取出水果）。第二步再判定另外两只箱子分别装什么水果，这就只能采用间接判定策略――因为这时不允许再从箱子里直接取水果（规定只许取一次）。如何间接判定呢？可以从给定的已知条件去分析；给定的已知条件是“箱子上有标签注明其中所装水果的名称，但是这些标签所标注的水果名称与其中所装水果全都不符”；于是，我们可以把注意力集中到另外两只箱子的标注情况――这两只箱子的不同标注情况只有三种可能，对这三种情况作简单的辩别，问题即可迎刃而解。
之所以要特别强调问题求解策略,其目的是要引出本课的主题“算法设计”，并要为本课主题的讲授做好铺垫。这是因为“算法设计”的具体内容就是问题求解策略的一步步贯彻与落实；只要问题的求解策略搞清楚了，算法设计的关键问题或核心问题也就解决了。由此可见，上述有关本课预习内容和要求的设计，对于本课（算法设计课）教学目标的达成来说，非常贴切、而且有效。
2 关于“密码技术课”的预习内容、要求和主动学习课堂
① 先让学生阅读“凯撒密码”产生的历史和介绍美国RSA实验室（该实验室以研究加密算法而著名）的有关资料。
② 思考下列问题：
A．为何这种密码要以凯撒大帝的名字命名？什么是“密钥”？凯撒密码的密钥是多少？
B．RSA如何与因特网一起对文明社会的方方面面（如商业、科技、教育……等领域）产生影响？
③ 做下面两个练习题：
A．右边引号中的消息“CTKTG IGJHI P SDV LXIW DGPCVT TNTQGDLH”已经过密钥为15的移动密码加密，请将它解密。
B．假定你接收到右边引号中的消息“XII VLRO YXPB XOB YBILKD QL RP”，请将它解密；但你只知道该消息是用移动密码加了密，却忘记了密钥，你将怎样找出该密码的密钥？
④ 关于创设“学习者主动学习课堂”的设计
基本设计思想是，通过提出富有启发性且具有一定难度的问题让学生在课堂上进行讨论（或辩论），在此基础上再让学生分小组开展合作探究，从而能在较大程度上调动学生在课堂上的主动性与积极性。所提出的问题是，如何对一段经过疑难密码加密的消息进行解密；已知条件是，这是一种字母表可随机变换的移动密码（但事先并不知道替换的模式）。让学生首先进行课堂讨论（或辩论），然后再分成小组，通过合作探究去找出答案――希望学生通过自身的努力找到解密的办法，哪怕有26的阶乘（26！）那么多的可能替换模式。教师给出的提示是：只要善于利用字母、词汇出现频率和上下文等语言特征去缩小求解空间，就有可能使密码相对容易破解。
3 关于“人工智能课”的预习内容和要求
① 先让学生阅读有关Eliza智能软件（这是首批尝试用人类的自然语言和一位模拟心理医生进行对话的人工智能程序）和“图灵测试”的资料，使学生初步了解什么是人工智能与图灵测试。
② 为学生提供一种用Java语言实现的Eliza智能软件，然后让学生思考并回答下面的练习题：“花些时间和Eliza聊天。你能相信你是在和一个人交谈而不是在和机器交谈吗？你花了多长时间才确信自己不是在和人交谈？阐明你做出的回答。”
这种预习问题既可用于课堂教学之前，也可用于实验课之前，但实施效果不太一样。对于前一种情况，在随后的课堂讨论中，学生们一般会认为，Eliza软件之所以“漏馅”是由于其会话模式和人类有差异――他们可以用自然语言和语法分析方面的知识来说明这个问题；对于后一种情况，在随后的实验课中，学生们有可能自己编写出Eliza程序――那只不过是由Java程序解析的一个文件。Eliza程序在1966年刚被开发出来时相当简单，只使用了一个小型数据库用于存储单词、短语，并应用了一系列的匹配规则，借助这些规则可以形成人类回答时所要求的表达方式。但自那以后，已研发出许多更为复杂的程序用于仿真对话――这些复杂程序被称之为“Chatterbots”（“饶舌者”或“爱唠叨的人”）。研发这种程序的目的是要使人们相信：“Chatterbots”能和人类进行交谈（至少是简短的交谈）。目前较有代表性的一种Chatterbots程序叫Alice。下一个预习题就与Alice有关。
③ 为学生提供Alice智能软件，然后让学生思考并回答下面的练习题：“花些时间和Alice聊天，她会告诉你她是一个机器人。当你和Alice聊天时，你花了多长时间才确信自己不是在和一位假冒成机器人的人进行交谈？对你的回答加以说明。”
“饶舌者”Alice提出了一种和图灵测试相反的测试――在测试中被测对象力图以“计算机”而不是以人类的面目出现。这个练习题所起的重要作用是，可以把现代人工智能及其应用，包括在日常生活中的应用（例如语音识别、信息过滤、智能代理、网络游戏等等）引入随后的课堂讨论中，从而有效地破除学生对人工智能的神秘感，并激发起对学习人工智能的极大兴趣。
参考文献
[1] Gregor M.Novak.Just-in-Time Teaching[EB/OL].
[2] G.M.Novak, A.D. Gavrin,W. Christian, and E.T.Patterson. Just-in-time Teaching: Blending Active Learning with Web Technology[M].Prentice Hall,1999.
[3] T.Bailey and J.Forbes.Just-in-Time Teaching for CS0. [EB/OL].
[4] 田莉.及时教学的特点及对我国高校本科教学改革的启示[J].外国教育研究,2005,(11).
[5] 刘粤湘等.及时教学法:一种现代教学方式及高校教学改革示范[J].中国地质教育,2006,(3).
[6] G. Polya.How to Solve It?: A New Aspect of Mathematical Method[J].Princeton University Press,1957.