李謙 王玉嬌 唐正明

摘 ?要 教材分析是教師開展教學(xué)的必要前提準(zhǔn)備。為提高教材分析的可靠性和高效性，提出一種改進(jìn)型的ISM方法。該方法采用集合與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖相結(jié)合的思想，分別對梳理形成關(guān)系和建構(gòu)教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型兩方面進(jìn)行改進(jìn)，并以《電子技術(shù)基礎(chǔ)》中“復(fù)式濾波器”這節(jié)內(nèi)容為實(shí)例展開分析，旨在為教師進(jìn)行教材分析提供直接的參考，助力教師的教學(xué)準(zhǔn)備工作。

關(guān)鍵詞 改進(jìn)型ISM方法;教材分析;狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖;電子技術(shù)基

礎(chǔ);復(fù)式濾波器

中圖分類號：G652 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)思想和內(nèi)容的重要載體，不僅力圖向?qū)W生展示知識的內(nèi)容，還逐步地向?qū)W生展示獲得知識的過程和學(xué)習(xí)的方法，讓學(xué)生逐步體驗(yàn)到如何從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和提出問題、認(rèn)識和解決問題，逐步從模仿發(fā)展到獨(dú)立思考，從學(xué)習(xí)發(fā)展到創(chuàng)新[1]，是學(xué)生知識、技能與情感態(tài)度形成的重要工具，更是教師展開教學(xué)活動的重要資源。為充分發(fā)揮教材在教學(xué)活動中的作用，教師需在教學(xué)活動展開之前對教材各知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行全面系統(tǒng)分析。因此，對教材進(jìn)行科學(xué)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(guān)系采用簡明而直觀的概念結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行表示，使得教材內(nèi)容序列化、結(jié)構(gòu)化[2]。然而，傳統(tǒng)的ISM方法在教材分析中存在以下不足：

1）確定教學(xué)目標(biāo)之間的形成關(guān)系時，若教學(xué)目標(biāo)之間存在包含關(guān)系，則彼此之間的形成關(guān)系略顯繁雜，不利于后續(xù)的目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)化和教學(xué)目標(biāo)之間的層次關(guān)系梳理;

2）在繪制教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型時，若教學(xué)目標(biāo)較多，教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型就顯得較為凌亂，且有可能漏掉具有層次關(guān)系的教學(xué)目標(biāo)，這樣極不利于教師對教材結(jié)構(gòu)的把握和學(xué)生對知識的掌握。

基于上述原因，本文采用集合與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖描述相結(jié)合的思想，提出一種改進(jìn)型ISM方法，使教材分析過程更為簡潔，更能從知識結(jié)構(gòu)、學(xué)生心理、方法論和地區(qū)適應(yīng)性等多維度展現(xiàn)教材分析的結(jié)果[3]，從而更有效地促進(jìn)教學(xué)，為教學(xué)活動序列的確定提供支撐。在此基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用所提方法對《電子技術(shù)基礎(chǔ)》中的“復(fù)式濾波器”展開分析[4]，希望能有助于教師開展課堂教學(xué)前的準(zhǔn)備工作。

2 ISM法簡介

ISM法是解釋結(jié)構(gòu)模型法（Interpretive structural modeling method）的簡稱。該方法于1976年由美國學(xué)者Warfield首次提出，其認(rèn)為利用圖論的方法對有向圖進(jìn)行矩陣變換可以找出回路，消除冗余環(huán)節(jié)，有助于復(fù)雜社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問題的研究[5]。ISM分析法主要是利用節(jié)點(diǎn)和有向邊來對具有復(fù)雜、凌亂關(guān)系的系統(tǒng)中的要素進(jìn)行描述，采用矩陣變換分解得到可達(dá)矩陣，將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為多級遞階結(jié)構(gòu)，進(jìn)而分析系統(tǒng)要素選擇的合理性和要素之間的相互關(guān)系以及對整體的影響[6]。其優(yōu)點(diǎn)在于，最大限度地將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與知識相結(jié)合，并在電子計(jì)算機(jī)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(xiàn)出來。

由于教材的結(jié)構(gòu)也錯綜復(fù)雜，而教師在展開教學(xué)活動之前只有對所教授內(nèi)容的結(jié)構(gòu)有清晰明了的認(rèn)識，才能科學(xué)地組織教學(xué)活動，從而更有利于學(xué)生對知識的掌握。因此，日本學(xué)者佐藤隆博在他的《ISM構(gòu)造學(xué)習(xí)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(yīng)用于教材結(jié)構(gòu)及內(nèi)容的分析與設(shè)計(jì)。

3 改進(jìn)型ISM法的基本操作步驟

現(xiàn)有的ISM方法包括五個基本步驟：抽取知識點(diǎn)、梳理形成關(guān)系、確定目標(biāo)矩陣、建立層級分布圖和構(gòu)建教學(xué)解釋模型。本文針對其第二步和第五步進(jìn)行改進(jìn)。

第二步：梳理形成關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)彼此之間的形成關(guān)系應(yīng)依據(jù)教材的內(nèi)容架構(gòu)、教師的教材觀以及學(xué)生整體的認(rèn)知水平而定。對于教學(xué)目標(biāo)x和y而言，在學(xué)習(xí)y之前，學(xué)生需對x進(jìn)行學(xué)習(xí)并掌握，即x→y，則x是y的必要教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)之間的形成關(guān)系，得出教學(xué)目標(biāo)之間的直接關(guān)系表。當(dāng)教學(xué)目標(biāo)過多時，其對應(yīng)的有直接關(guān)系的必要教學(xué)目標(biāo)也會更多，這極不利于后續(xù)的分析，因此采用集合的方法進(jìn)行簡化。如在學(xué)習(xí)教學(xué)目標(biāo)5之前，需學(xué)習(xí)和掌握的必要教學(xué)目標(biāo)有1、2、3、4，用集合可表示為A5={1，2，3，4};教學(xué)目標(biāo)4所對應(yīng)的必要教學(xué)目標(biāo)有1、2，即A4={1，2}，則根據(jù)集合中元素的組成關(guān)系，這時可將教學(xué)目標(biāo)5簡化為A5={3，4}，即與教學(xué)目標(biāo)5有直接形成關(guān)系的必要教學(xué)目標(biāo)就是3、4。這將使得教學(xué)目標(biāo)之間的直接關(guān)系更為簡化，有利于后續(xù)分析和進(jìn)一步減少因人為因素所造成的失誤。

第五步：構(gòu)建教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型?；诘谒牟降慕虒W(xué)目標(biāo)層次分布圖，可繪制教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型。采用集合與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖相結(jié)合的思想繪制出的教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖中狀態(tài)S1、S2、S3…分別對應(yīng)教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)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(xué)目標(biāo)S11，S12，S13，S14，S15…每個層次之間的轉(zhuǎn)換采用轉(zhuǎn)移線表示，其上標(biāo)注的“1”“0”“*”代表層次之間轉(zhuǎn)移所需的條件。若狀態(tài)S1到S2的轉(zhuǎn)移線上標(biāo)注“1”，表示學(xué)生已掌握了第一層次中的知識內(nèi)容，教師可對位于第二層次S2中的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行講授;若轉(zhuǎn)移線上標(biāo)注“0”，代表目前學(xué)生對第一層次中的目標(biāo)知識還需進(jìn)一步強(qiáng)化鞏固，這時教師需要對第一層次中的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)化講授，讓學(xué)生更為充分地掌握該層次的知識，為進(jìn)入下一層次的學(xué)習(xí)建立牢固的基礎(chǔ);帶有“*”的轉(zhuǎn)移線則表示對某一個教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)掌握后，學(xué)生能直接將其遷移到其他相應(yīng)層次的學(xué)習(xí)中。如圖1所示，當(dāng)學(xué)生掌握了S15這個教學(xué)目標(biāo)后，可對學(xué)習(xí)S31產(chǎn)生直接促進(jìn)作用。

采用改進(jìn)型ISM方法來繪制的教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型簡潔明了，可為確定教學(xué)活動序列提供更為有效的支撐。

4 改進(jìn)型ISM方法的應(yīng)用案例

以《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[4]中“復(fù)式濾波器”內(nèi)容為分析對象，介紹改進(jìn)型ISM方法的應(yīng)用。

抽取知識點(diǎn) ?本文根據(jù)認(rèn)知領(lǐng)域、情感領(lǐng)域與動作技能領(lǐng)域的三維教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合“電子技術(shù)基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)”的要求，借助《電子技術(shù)基礎(chǔ)》的教師教學(xué)用書等，在深入分析學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上，從“復(fù)式濾波器”這節(jié)內(nèi)容中抽取出10個知識點(diǎn)作為此次分析的教學(xué)目標(biāo)，并將其分別標(biāo)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(fù)式濾波器。

梳理形成關(guān)系 ?利用教學(xué)目標(biāo)之間形成的關(guān)系，對表1中整理的10個教學(xué)目標(biāo)展開分析，由此得出教學(xué)目標(biāo)之間的直接關(guān)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(biāo)矩陣 ?將教學(xué)目標(biāo)之間的直接關(guān)系表轉(zhuǎn)化為直接目標(biāo)矩陣，橫軸為教學(xué)目標(biāo)（高級目標(biāo)），縱軸為各級教學(xué)目標(biāo)的必要教學(xué)目標(biāo)（低級目標(biāo)），如果兩個目標(biāo)之間存在直接關(guān)系，則在相對應(yīng)的縱橫軸置“1”，沒有相對應(yīng)的關(guān)系則為空。根據(jù)上述方法，結(jié)合各教學(xué)目標(biāo)的直接關(guān)系，可得到直接目標(biāo)矩陣，如表1所示。

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

構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型 ?基于教學(xué)目標(biāo)層次分布圖，采用集合與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖相結(jié)合的思想，將位于第一層的教學(xué)目標(biāo)1、2、5、6、7歸納到教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型的狀態(tài)S1中，這樣第一層S1包含的教學(xué)目標(biāo)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(xué)目標(biāo)分別歸納到狀態(tài)S2、S3、S4、S5中，并用集合標(biāo)注出每個狀態(tài)中所包含的教學(xué)目標(biāo)，最后用轉(zhuǎn)移線和其上標(biāo)注的“1”“0”“*”代表層次之間的轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)移所需的條件，如圖2所示。

因?yàn)椤皬?fù)式濾波器”這節(jié)內(nèi)容未涉及對某一個教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)掌握后直接遷移到下一層次中，所以不存在帶“*”的轉(zhuǎn)移線。

研討修正 ?根據(jù)教學(xué)大綱，與專家和學(xué)科組成員在結(jié)合學(xué)生學(xué)情的前提下，對繪制出的“復(fù)式濾波器”的教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行深入研討，得出其所確定的教學(xué)活動順序能較好地適應(yīng)教師的實(shí)際課堂教學(xué)，且收效甚好。在教學(xué)中，教師可首先運(yùn)用概述加板書的方法將教學(xué)目標(biāo)的解釋結(jié)構(gòu)模型圖呈現(xiàn)于學(xué)生，以使其對所學(xué)內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)有清晰了解;同時，適時對學(xué)生的掌握情況進(jìn)行深入調(diào)查與分析，并做出相應(yīng)改進(jìn)。

如因大多數(shù)學(xué)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(xué)生產(chǎn)生畏難心理，嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性和自信心。因此，在教材編排時可將與之有聯(lián)系的前驅(qū)知識點(diǎn)編排進(jìn)去，使知識以由淺入深、逐級遞進(jìn)、螺旋上升的方式呈現(xiàn)，滿足層次化的學(xué)習(xí)需求[8];并進(jìn)一步運(yùn)用所提方法優(yōu)化各知識點(diǎn)間的邏輯關(guān)系與層級關(guān)系，強(qiáng)化其基礎(chǔ)，以避免學(xué)生一開始就產(chǎn)生畏難心理。在遵循方法的前提下，只有通過教學(xué)反饋、研討修正，不斷地改進(jìn)和完善教學(xué)活動，才能取得更好的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

利用改進(jìn)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(fù)雜的系統(tǒng)分散成若干個簡單明了的子系統(tǒng)。在避繁就簡的基礎(chǔ)上，分析者可以憑借自己的相關(guān)知識經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)的輔助，得到可視化的教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型。這不僅便于教師全面準(zhǔn)確地把握教材內(nèi)容和知識點(diǎn)的邏輯關(guān)系，也能幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化知識體系;且根據(jù)其在具體教學(xué)過程中的反饋，還能對教材的編排提出有效的改進(jìn)意見。

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