一種適宜于教材分析的改進型ISM方法

李謙 王玉嬌 唐正明

摘 ?要 教材分析是教師開展教學的必要前提準備。為提高教材分析的可靠性和高效性，提出一種改進型的ISM方法。該方法采用集合與狀態轉移圖相結合的思想，分別對梳理形成關系和建構教學解釋結構模型兩方面進行改進，并以《電子技術基礎》中“復式濾波器”這節內容為實例展開分析，旨在為教師進行教材分析提供直接的參考，助力教師的教學準備工作。

關鍵詞 改進型ISM方法;教材分析;狀態轉移圖;電子技術基

礎;復式濾波器

中圖分類號：G652 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）18-0053-03

Improved ISM Method for Textbook Analysis//LI Qian， WANG Yujiao， TANG Zhengming

Abstract Textbook analysis is a necessary prerequisite preparation for teachers to carry out teaching. In this paper， an improved ISM method was proposed to ensure the reliability and efficiency of tea-ching material analysis. This method adopted the combined idea of

set and state transition graph to improve the combing formation rela-

tions as well as the efficiency of interpretive structural modeling. Moreover， the section of Complex Filter in the textbook of Basic of Electronic Technology was taken as an example to provide a direct reference for teachers to use the proposed method and help teachers make better preparation for classroom teaching.

Key words improved ISM method; textbook analysis; state transi-tion graph; basic of electronic technology; complex filter

1 引言

教材是教學思想和內容的重要載體，不僅力圖向學生展示知識的內容，還逐步地向學生展示獲得知識的過程和學習的方法，讓學生逐步體驗到如何從實踐中發現和提出問題、認識和解決問題，逐步從模仿發展到獨立思考，從學習發展到創新[1]，是學生知識、技能與情感態度形成的重要工具，更是教師展開教學活動的重要資源。為充分發揮教材在教學活動中的作用，教師需在教學活動展開之前對教材各知識點之間的邏輯關系進行全面系統分析。因此，對教材進行科學分析尤為重要。

在眾多教材分析方法中，ISM方法屬概念模型，此方法將各知識要素之間的關系采用簡明而直觀的概念結構圖進行表示，使得教材內容序列化、結構化[2]。然而，傳統的ISM方法在教材分析中存在以下不足：

1）確定教學目標之間的形成關系時，若教學目標之間存在包含關系，則彼此之間的形成關系略顯繁雜，不利于后續的目標矩陣轉化和教學目標之間的層次關系梳理;

2）在繪制教學解釋結構模型時，若教學目標較多，教學解釋結構模型就顯得較為凌亂，且有可能漏掉具有層次關系的教學目標，這樣極不利于教師對教材結構的把握和學生對知識的掌握。

基于上述原因，本文采用集合與狀態轉移圖描述相結合的思想，提出一種改進型ISM方法，使教材分析過程更為簡潔，更能從知識結構、學生心理、方法論和地區適應性等多維度展現教材分析的結果[3]，從而更有效地促進教學，為教學活動序列的確定提供支撐。在此基礎上，本文運用所提方法對《電子技術基礎》中的“復式濾波器”展開分析[4]，希望能有助于教師開展課堂教學前的準備工作。

2 ISM法簡介

ISM法是解釋結構模型法（Interpretive structural modeling method）的簡稱。該方法于1976年由美國學者Warfield首次提出，其認為利用圖論的方法對有向圖進行矩陣變換可以找出回路，消除冗余環節，有助于復雜社會經濟系統問題的研究[5]。ISM分析法主要是利用節點和有向邊來對具有復雜、凌亂關系的系統中的要素進行描述，采用矩陣變換分解得到可達矩陣，將復雜的系統分解為多級遞階結構，進而分析系統要素選擇的合理性和要素之間的相互關系以及對整體的影響[6]。其優點在于，最大限度地將實踐經驗與知識相結合，并在電子計算機的幫助下，將繁雜的問題以一種更易于理解的可視化的圖形呈現出來。

由于教材的結構也錯綜復雜，而教師在展開教學活動之前只有對所教授內容的結構有清晰明了的認識，才能科學地組織教學活動，從而更有利于學生對知識的掌握。因此，日本學者佐藤隆博在他的《ISM構造學習法入門》（1996年）一書中論述了將ISM方法借鑒用于分析教材的可行性[7]。如今，ISM法已廣泛應用于教材結構及內容的分析與設計。

3 改進型ISM法的基本操作步驟

現有的ISM方法包括五個基本步驟：抽取知識點、梳理形成關系、確定目標矩陣、建立層級分布圖和構建教學解釋模型。本文針對其第二步和第五步進行改進。

第二步：梳理形成關系。教學目標彼此之間的形成關系應依據教材的內容架構、教師的教材觀以及學生整體的認知水平而定。對于教學目標x和y而言，在學習y之前，學生需對x進行學習并掌握，即x→y，則x是y的必要教學目標。根據教學目標之間的形成關系，得出教學目標之間的直接關系表。當教學目標過多時，其對應的有直接關系的必要教學目標也會更多，這極不利于后續的分析，因此采用集合的方法進行簡化。如在學習教學目標5之前，需學習和掌握的必要教學目標有1、2、3、4，用集合可表示為A5={1，2，3，4};教學目標4所對應的必要教學目標有1、2，即A4={1，2}，則根據集合中元素的組成關系，這時可將教學目標5簡化為A5={3，4}，即與教學目標5有直接形成關系的必要教學目標就是3、4。這將使得教學目標之間的直接關系更為簡化，有利于后續分析和進一步減少因人為因素所造成的失誤。

第五步：構建教學解釋結構模型。基于第四步的教學目標層次分布圖，可繪制教學解釋結構模型。采用集合與狀態轉移圖相結合的思想繪制出的教學解釋結構模型如圖1所示。

圖中狀態S1、S2、S3…分別對應教學解釋結構模型中的第一層次、第二層次、第三層次……S1={S11，S12，S13，S14，S15，

…}，表示第一層包含教學目標S11，S12，S13，S14，S15…每個層次之間的轉換采用轉移線表示，其上標注的“1”“0”“*”代表層次之間轉移所需的條件。若狀態S1到S2的轉移線上標注“1”，表示學生已掌握了第一層次中的知識內容，教師可對位于第二層次S2中的教學目標進行講授;若轉移線上標注“0”，代表目前學生對第一層次中的目標知識還需進一步強化鞏固，這時教師需要對第一層次中的教學目標進行強化講授，讓學生更為充分地掌握該層次的知識，為進入下一層次的學習建立牢固的基礎;帶有“*”的轉移線則表示對某一個教學目標學習掌握后，學生能直接將其遷移到其他相應層次的學習中。如圖1所示，當學生掌握了S15這個教學目標后，可對學習S31產生直接促進作用。

采用改進型ISM方法來繪制的教學解釋結構模型簡潔明了，可為確定教學活動序列提供更為有效的支撐。

4 改進型ISM方法的應用案例

以《電子技術基礎》[4]中“復式濾波器”內容為分析對象，介紹改進型ISM方法的應用。

抽取知識點 ?本文根據認知領域、情感領域與動作技能領域的三維教學目標，結合“電子技術基礎課程標準”的要求，借助《電子技術基礎》的教師教學用書等，在深入分析學生學情的基礎上，從“復式濾波器”這節內容中抽取出10個知識點作為此次分析的教學目標，并將其分別標注為：1電源變壓器，2二極管，3單相橋式整流電路，4單相半波整流電路，5電感，6電容，7電阻，8電感濾波器，9電容濾波器，10復式濾波器。

梳理形成關系 ?利用教學目標之間形成的關系，對表1中整理的10個教學目標展開分析，由此得出教學目標之間的直接關系：

A3={1，2，4，7}，A4={1，2，7}，A8={1，2，3，5，7}，A9{1，2，

3，6，7}，A10={1，2，3，5，6，7，8，9}，簡化為A3={4}，A4={1，2，

7}，A8={3，5}，A9={3，6}，A10={8，9}

確定目標矩陣 ?將教學目標之間的直接關系表轉化為直接目標矩陣，橫軸為教學目標（高級目標），縱軸為各級教學目標的必要教學目標（低級目標），如果兩個目標之間存在直接關系，則在相對應的縱橫軸置“1”，沒有相對應的關系則為空。根據上述方法，結合各教學目標的直接關系，可得到直接目標矩陣，如表1所示。

建立層次分布圖 ?因教學目標1、2、5、6、7無必要教學目標，故1、2、5、6、7應位于教學目標層次分布圖的第一層，作為“復式濾波器”教學的第一步;然后將教學必要目標1、2、5、6、7所在橫行對應的“1”全部置空，縱行進行隱藏，得到剩余目標矩陣。由此可得教學目標4所在列無“1”，可將4置于第二層，作為教學的第二步。根據這個方法依次推理，直至表中無“1”。得到教學目標3，8、9，10分別對應第三層、第四層和第五層。

構建解釋結構模型 ?基于教學目標層次分布圖，采用集合與狀態轉移圖相結合的思想，將位于第一層的教學目標1、2、5、6、7歸納到教學解釋結構模型的狀態S1中，這樣第一層S1包含的教學目標有1、2、5、6、7，即電源變壓器、二極管、電感、電容、電阻。同理，將其他教學目標分別歸納到狀態S2、S3、S4、S5中，并用集合標注出每個狀態中所包含的教學目標，最后用轉移線和其上標注的“1”“0”“*”代表層次之間的轉移及轉移所需的條件，如圖2所示。

因為“復式濾波器”這節內容未涉及對某一個教學目標學習掌握后直接遷移到下一層次中，所以不存在帶“*”的轉移線。

研討修正 ?根據教學大綱，與專家和學科組成員在結合學生學情的前提下，對繪制出的“復式濾波器”的教學解釋結構模型進行深入研討，得出其所確定的教學活動順序能較好地適應教師的實際課堂教學，且收效甚好。在教學中，教師可首先運用概述加板書的方法將教學目標的解釋結構模型圖呈現于學生，以使其對所學內容的層次結構有清晰了解;同時，適時對學生的掌握情況進行深入調查與分析，并做出相應改進。

如因大多數學生對電源變壓器、電感、電容、電阻的知識已遺忘，若直接跳過對其的講解，易使學生產生畏難心理，嚴重影響其學習積極性和自信心。因此，在教材編排時可將與之有聯系的前驅知識點編排進去，使知識以由淺入深、逐級遞進、螺旋上升的方式呈現，滿足層次化的學習需求[8];并進一步運用所提方法優化各知識點間的邏輯關系與層級關系，強化其基礎，以避免學生一開始就產生畏難心理。在遵循方法的前提下，只有通過教學反饋、研討修正，不斷地改進和完善教學活動，才能取得更好的教學效果。

5 結語

利用改進型ISM方法分析教材能盡量避免主觀因素的影響，更有利于將錯綜復雜的系統分散成若干個簡單明了的子系統。在避繁就簡的基礎上，分析者可以憑借自己的相關知識經驗和計算機的輔助，得到可視化的教學解釋結構模型。這不僅便于教師全面準確地把握教材內容和知識點的邏輯關系，也能幫助學生建立結構化知識體系;且根據其在具體教學過程中的反饋，還能對教材的編排提出有效的改進意見。

參考文獻

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