解釋結構模型法在教育技術領域應用的內容分析

宋銀李，楊文正，許秋璇

(云南師范大學 信息學院，云南 昆明 650500)

0 引言

解釋結構模型法(Interpretative Structural Modeling Method，ISM)是用于研究系統復雜要素間邏輯關系和關聯結構的一種結構模型化分析方法。隨著教育工作者對教育技術研究的不斷深入，ISM作為教育技術系統研究方法的一個重要分支，也開始逐漸應用于教育領域中。如何充分地發揮該方法的優勢，提升ISM方法在教育技術領域的應用效果，是本文關切的問題。文章運用文獻研究法、內容分析法，對知網中關于ISM在教育技術領域應用的相關文獻進行檢索與分析，試圖分析ISM在教育技術領域應用中的適用性、有效性以及存在的不足，提出改進措施以促進教學效果的提升與加強學習資源的有效利用。

1 解釋結構模型法及其優勢分析

ISM是1973年由美國John·Warfield(沃菲爾德)教授為分析復雜的社會經濟結構問題而開發的一種分析方法[1]。ISM是一種以定性分析為主的概念模型，其基本過程是：(1)首先使用系統結構中的有向圖示法來呈現要素間的影響關系。(2)通過有向圖來創建鄰接矩陣(元素用“0”和“1”來表示)，通過鄰接矩陣來呈現要素間的直接影響關系。(3)再通過創建的鄰接矩陣與單位矩陣(對角線均為“1”的矩陣)，根據布爾運算法則得到可達矩陣，用以描述要素間的間接關系與連接路徑存在與否的情況。(4)通過鄰接矩陣與可達矩陣的關系分析，對系統要素進行層級分解，并建立系統結構圖層模型。

ISM是結構模型化技術之一，它以圖論的方式揭示系統要素間的關系，在解決復雜系統、復雜問題、模糊關系等方面均有顯著的優勢。即(1)能夠直觀地展示復雜系統要素間的層級關系：對于一些復雜、離散以及無序的靜態系統，ISM能夠通過有向圖與矩陣的方式直觀地構建出該系統的結構層次模型，分層次地展示要素間的關系，再通過文字解釋說明要素間的層級關系。(2)能夠有效地解決要素間的復雜問題：ISM在解決復雜問題方面存在一定的優勢，鄰接矩陣的建立使得各個要素之間的前后關系變得十分明確，使其能夠可視化復雜問題中要素間的聯系，從而建構清晰的層級關系圖。(3)能夠為關系復雜、結構模糊的問題提供優化方案：ISM可以把模糊不清的關系轉化為具有良好結構關系的模型。其特別適用于變量眾多、關系復雜而結構不清晰的問題分析中，為模糊問題的解決提供相應的優化方案。

2 解釋結構模型法在教育技術領域的應用研究

2.1 學習行為影響因素研究

ISM是一種概念模型，能夠形象地呈現影響要素之間的層次結構關系。通過對學習行為影響要素的結構分析，有助于教師從整體上把握教學結構，進而在線上、線下的教學中更好地開展教學。如張靜等[2]針對學習者持續學習行為中出現的學習者滿意度降低、持續學習意愿減弱以及低結課率增加等問題，構建出層級結構模型，提出了在線教育平臺應該從“關注學習者需求、完善管理機制和優化課程內容”等方面著手改進，以此提高在線教育平臺學習行為發生的概率，并加強學習者持續學習的行為。余明媚等對在線討論平臺中學習者學習行為、情感態度及認知投入等影響因素進行全面分析，得到其內部的層級結構。提出教師對學習者態度的改善和學習行為的正確引導，是優化教學結構，完善在線教學服務機制的有效途徑之一[3]。

2.2 課堂教學效果影響因素研究

隨著知識的快速更新，課堂教學效果是影響教學質量的關鍵要素。運用ISM對課堂教學影響因素進行分析，建立起影響因素的層次結構模型，為課堂教學與學習的有效開展提供指導。謝忠新[4]利用ISM對學校信息技術與課程整合所涉及的技術、教學資源和環境等影響因素進行層級結構分析，提出在學校信息化教學整合工作中，不僅要加強教師理論知識、教學方法的整合能力，而且要注重教師對數字化教與學的資源的有效應用能力，由此提升教師課堂教學的能力，同時提高課堂教學效果。賈斌等[5]基于ISM對大學生課堂學習績效影響因素進行分析，其通過對教學、學習者以及環境特征等影響因素進行整理分析，發現教師通過促進學生積極性的培養及合理利用學習資源開展教學等方法可以提升課堂學習績效。

2.3 數字教育資源使用效果研究

隨著網絡技術得到飛速發展，大量的數字教育資源涌入教學中，但是從整體上來看，數字教育資源的針對性不強，資源缺乏可定制性。通過ISM對相應的數字教育資源進行使用效果影響因素分析，從而構建出數字教育資源使用效果影響因素的結構層級模型，為資源的設計與使用提供最優路徑與方法。牟智佳等[6]以高等院校的學生為研究對象，應用ISM對基于Moodle平臺網絡學習動機影響因素關系進行可視化分析。提出在教育平臺中數字教育資源應用樣式應多樣化，教育平臺設計應合理、靈活，輔導教師與學習者應提升自己的參與度、協作溝通能力等觀點，從而為提高數字化教育資源的使用效果提供建議。陳波[7]嘗試將微博與傳統課堂教學相結合，利用ISM對微學習有效性因素進行了探究，發現基于微博平臺的學習有效拓展了學習者學習的時間與空間，使學習者能夠根據自己需要，將碎片化知識與原有知識體系相整合，形成個性化的知識體系。從而實現學習的“個性化改寫”和“創造性重構”，以提升微博學習平臺的使用效果。

2.4 教育信息化評價模型研究

教育信息化是學校教育發展的重要推動力，教育信息化評估模型的建立在整合教育信息資源及提升人才培養質量方面發揮著重要作用。目前許多高等教育信息化評估模型主要從信息化水平的整體發展角度出發，缺乏對信息化系統評估模型的構建與應用。運用ISM對教育信息化評價因素進行分析，構建層級模型，為教育信息化應用評價提供有力的支撐與借鑒。陳敏等[8]運用ISM分析高等教育信息化評估的影響因素，并構建了信息化評估模型。提出在學校教育信息化應用評估中應注意加強科研和管理信息化的力度，加強教育者教學信息化應用的能力以及提高數字化科研資源的共享程度，以提升信息化評估模型的效度。裴利華等[9]基于ISM就信息化環境中翻轉課堂教學效果影響因素進行分析，提出在協調好師生、資源和環境間關系的同時，要發揮好教學評價與反饋因素的推動作用，共同為翻轉課堂的有效實施提供最優路徑，為其在信息化環境中的評估模型構建方面提供有力的支撐。

2.5 教材內容層次分析研究

ISM在教學中最早用于教材內容層次分析，該方法是教材分析的重要方法之一。ISM能夠將教材中復雜零散的知識點進行簡化，進而構建教材內容的層次結構，直觀、清晰地呈現知識點內容，便于教師深入細致地理解與認識教材。毛琦等[10]基于ISM法對學科教材中“動力學”章節的知識進行分析，明確給出物理學科教材中知識點的結構關系，構建物理知識的層次結構模型，清晰地展現教材中知識的脈絡及邏輯結構，為課堂教學效果的提升提供了支撐?；矢坏萚11]針對教材分析中教師過于依賴主觀經驗解讀教材以及照本宣科式地分析教材等問題，提出基于ISM的“三段式”分析法來分析教材，確立知識點關系，構建教材結構模型，以此幫助教師理清教學思路。

3 結論與啟示

文章在對文獻進行內容分析的基礎上，闡述了ISM的基本概念特征及其在教育技術領域中的應用現狀。ISM以其直觀、清晰和結構化的特點在教材分析、學習行為特征分析等方面有較好的應用效果，但也存在以下一些需要改進的地方。

(1)綜合參考專家與優秀教師觀點，改進教材內容層次分析。由于不同教師的教學方法與教學計劃存在差異，教師在進行路徑選擇與優化時會受到自身教學意識與觀念的影響，導致不能夠準確、合理的分析教材內容，在進行教學設計時存在一定的主觀性。ISM在教材分析中主要用來確立不同知識要素間的結構層次關系，它能根據教學效果的影響因素分析來選擇合適的教學路徑，不過教師主觀意識的隨意性會影響教學路徑的選擇和優化。對以上問題的有效解決方法是，在進行教材分析時注意加強教材知識各要素提取、邏輯聯系及提高形成層級關系描述的科學性與準確性，例如可以參考一些優秀的一線教師、教學能手及比較權威的教育研究專家等的意見來提高教材分析研究的信度與精確度。

(2)結合層次分析法對學習行為特征進行多維分析。在使用ISM進行學習行為分析時，只是定性分析要素間的層級關系，較少結合定量分析的方法對學習行為進行量化研究，因此未能對要素權重進行分析與排序，難以通過學習行為有效呈現學習者個性化特征。ISM是一種以定性分析為主的概念模型，在使用ISM對學習行為進行分析時，因學習者的年齡、知識認知水平、學習風格與動機等因素的影響而表現出多樣化的行為差異。為解決以上問題，可以結合其他方法來對ISM進行改進與優化。例如，層次結構分析法(AHP)能夠彌補定量分析不足的問題，將ISM與AHP方法結合使用，能夠對學習行為要素進行定性與定量的多維分析，能清晰呈現出學習者個性化特征，為個性化教學提供優化的教學策略與方案。

在信息化學習時代，教育技術領域與新興技術的融合共同推動教育教學發展。ISM能夠對教育領域中復雜的教學問題進行影響因素分析，使用可視化的層次結構圖進行要素關系的呈現，并對其進行層級解釋分析。ISM作為一種系統分析方法，能從問題出發，對問題進行系統、全面的分析，在教育技術領域中對解決教學和學習問題等方面具有一定適用性和可行性。當然，ISM在教育技術領域中依然存在許多不足，如何改進ISM在教育技術領域中應用方式的局限性，如何結合新型技術有效促進教學活動的開展，以及如何利用教育技術領域中的新型教學模式與學習方式來提高ISM在教育技術領域的適用性等問題，將是未來研究需持續關注的重點。