一种适宜于教材分析的改进型ISM方法
李谦 王玉娇 唐正明
摘 ?要 教材分析是教师开展教学的必要前提准备。为提高教材分析的可靠性和高效性，提出一种改进型的ISM方法。该方法采用集合与状态转移图相结合的思想，分别对梳理形成关系和建构教学解释结构模型两方面进行改进，并以《电子技术基础》中“复式滤波器”这节内容为实例展开分析，旨在为教师进行教材分析提供直接的参考，助力教师的教学准备工作。
关键词 改进型ISM方法;教材分析;状态转移图;电子技术基
础;复式滤波器
中图分类号：G652 ? ?文献标识码：B
文章编号：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
教材是教学思想和内容的重要载体，不仅力图向学生展示知识的内容，还逐步地向学生展示获得知识的过程和学习的方法，让学生逐步体验到如何从实践中发现和提出问题、认识和解决问题，逐步从模仿发展到独立思考，从学习发展到创新[1]，是学生知识、技能与情感态度形成的重要工具，更是教师展开教学活动的重要资源。为充分发挥教材在教学活动中的作用，教师需在教学活动展开之前对教材各知识点之间的逻辑关系进行全面系统分析。因此，对教材进行科学分析尤为重要。
在众多教材分析方法中，ISM方法属概念模型，此方法将各知识要素之间的关系采用简明而直观的概念结构图进行表示，使得教材内容序列化、结构化[2]。然而，传统的ISM方法在教材分析中存在以下不足：
1）确定教学目标之间的形成关系时，若教学目标之间存在包含关系，则彼此之间的形成关系略显繁杂，不利于后续的目标矩阵转化和教学目标之间的层次关系梳理;
2）在绘制教学解释结构模型时，若教学目标较多，教学解释结构模型就显得较为凌乱，且有可能漏掉具有层次关系的教学目标，这样极不利于教师对教材结构的把握和学生对知识的掌握。
基于上述原因，本文采用集合与状态转移图描述相结合的思想，提出一种改进型ISM方法，使教材分析过程更为简洁，更能从知识结构、学生心理、方法论和地区适应性等多维度展现教材分析的结果[3]，从而更有效地促进教学，为教学活动序列的确定提供支撑。在此基础上，本文运用所提方法对《电子技术基础》中的“复式滤波器”展开分析[4]，希望能有助于教师开展课堂教学前的准备工作。
2 ISM法简介
ISM法是解释结构模型法（Interpretive structural modeling method）的简称。该方法于1976年由美国学者Warfield首次提出，其认为利用图论的方法对有向图进行矩阵变换可以找出回路，消除冗余环节，有助于复杂社会经济系统问题的研究[5]。ISM分析法主要是利用节点和有向边来对具有复杂、凌乱关系的系统中的要素进行描述，采用矩阵变换分解得到可达矩阵，将复杂的系统分解为多级递阶结构，进而分析系统要素选择的合理性和要素之间的相互关系以及对整体的影响[6]。其优点在于，最大限度地将实践经验与知識相结合，并在电子计算机的帮助下，将繁杂的问题以一种更易于理解的可视化的图形呈现出来。
由于教材的结构也错综复杂，而教师在展开教学活动之前只有对所教授内容的结构有清晰明了的认识，才能科学地组织教学活动，从而更有利于学生对知识的掌握。因此，日本学者佐藤隆博在他的《ISM构造学习法入门》（1996年）一书中论述了将ISM方法借鉴用于分析教材的可行性[7]。如今，ISM法已广泛应用于教材结构及内容的分析与设计。
3 改进型ISM法的基本操作步骤
现有的ISM方法包括五个基本步骤：抽取知识点、梳理形成关系、确定目标矩阵、建立层级分布图和构建教学解释模型。本文针对其第二步和第五步进行改进。
第二步：梳理形成关系。教学目标彼此之间的形成关系应依据教材的内容架构、教师的教材观以及学生整体的认知水平而定。对于教学目标x和y而言，在学习y之前，学生需对x进行学习并掌握，即x→y，则x是y的必要教学目标。根据教学目标之间的形成关系，得出教学目标之间的直接关系表。当教学目标过多时，其对应的有直接关系的必要教学目标也会更多，这极不利于后续的分析，因此采用集合的方法进行简化。如在学习教学目标5之前，需学习和掌握的必要教学目标有1、2、3、4，用集合可表示为A5={1，2，3，4};教学目标4所对应的必要教学目标有1、2，即A4={1，2}，则根据集合中元素的组成关系，这时可将教学目标5简化为A5={3，4}，即与教学目标5有直接形成关系的必要教学目标就是3、4。这将使得教学目标之间的直接关系更为简化，有利于后续分析和进一步减少因人为因素所造成的失误。
第五步：构建教学解释结构模型。基于第四步的教学目标层次分布图，可绘制教学解释结构模型。采用集合与状态转移图相结合的思想绘制出的教学解释结构模型如图1所示。
图中状态S1、S2、S3…分别对应教学解释结构模型中的第一层次、第二层次、第三层次……S1={S11，S12，S13，S14，S15，
…}，表示第一层包含教学目标S11，S12，S13，S14，S15…每个层次之间的转换采用转移线表示，其上标注的“1”“0”“*”代表层次之间转移所需的条件。若状态S1到S2的转移线上标注“1”，表示学生已掌握了第一层次中的知识内容，教师可对位于第二层次S2中的教学目标进行讲授;若转移线上标注“0”，代表目前学生对第一层次中的目标知识还需进一步强化巩固，这时教师需要对第一层次中的教学目标进行强化讲授，让学生更为充分地掌握该层次的知识，为进入下一层次的学习建立牢固的基础;带有“*”的转移线则表示对某一个教学目标学习掌握后，学生能直接将其迁移到其他相应层次的学习中。如图1所示，当学生掌握了S15这个教学目标后，可对学习S31产生直接促进作用。
采用改进型ISM方法来绘制的教学解释结构模型简洁明了，可为确定教学活动序列提供更为有效的支撑。
4 改进型ISM方法的应用案例
以《电子技术基础》[4]中“复式滤波器”内容为分析对象，介绍改进型ISM方法的应用。
抽取知识点 ?本文根据认知领域、情感领域与动作技能领域的三维教学目标，结合“电子技术基础课程标准”的要求，借助《电子技术基础》的教师教学用书等，在深入分析学生学情的基础上，从“复式滤波器”这节内容中抽取出10个知识点作为此次分析的教学目标，并将其分别标注为：1电源变压器，2二极管，3单相桥式整流电路，4单相半波整流电路，5电感，6电容，7电阻，8电感滤波器，9电容滤波器，10复式滤波器。
梳理形成关系 ?利用教学目标之间形成的关系，对表1中整理的10个教学目标展开分析，由此得出教学目标之间的直接关系：
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}，简化为A3={4}，A4={1，2，
7}，A8={3，5}，A9={3，6}，A10={8，9}
确定目标矩阵 ?将教学目标之间的直接关系表转化为直接目标矩阵，横轴为教学目标（高级目标），纵轴为各级教学目标的必要教学目标（低级目标），如果两个目标之间存在直接关系，则在相对应的纵横轴置“1”，没有相对应的关系则为空。根据上述方法，结合各教学目标的直接关系，可得到直接目标矩阵，如表1所示。
建立层次分布图 ?因教学目标1、2、5、6、7无必要教学目标，故1、2、5、6、7应位于教学目标层次分布图的第一层，作为“复式滤波器”教学的第一步;然后将教学必要目标1、2、5、6、7所在横行对应的“1”全部置空，纵行进行隐藏，得到剩余目标矩阵。由此可得教学目标4所在列无“1”，可将4置于第二层，作为教学的第二步。根据这个方法依次推理，直至表中无“1”。得到教学目标3，8、9，10分别对应第三层、第四层和第五层。
构建解释结构模型 ?基于教学目标层次分布图，采用集合与状态转移图相结合的思想，将位于第一层的教学目标1、2、5、6、7归纳到教学解释结构模型的状态S1中，这样第一层S1包含的教学目标有1、2、5、6、7，即电源变压器、二极管、电感、电容、电阻。同理，将其他教学目标分别归纳到状态S2、S3、S4、S5中，并用集合标注出每个状态中所包含的教学目标，最后用转移线和其上标注的“1”“0”“*”代表层次之间的转移及转移所需的条件，如图2所示。
因为“复式滤波器”这节内容未涉及对某一个教学目标学习掌握后直接迁移到下一层次中，所以不存在带“*”的转移线。
研讨修正 ?根据教学大纲，与专家和学科组成员在结合学生学情的前提下，对绘制出的“复式滤波器”的教学解释结构模型进行深入研讨，得出其所确定的教学活动顺序能较好地适应教师的实际课堂教学，且收效甚好。在教学中，教师可首先运用概述加板书的方法将教学目标的解释结构模型图呈现于学生，以使其对所学内容的层次结构有清晰了解;同时，适时对学生的掌握情况进行深入调查与分析，并做出相应改进。
如因大多数学生对电源变压器、电感、电容、电阻的知识已遗忘，若直接跳过对其的讲解，易使学生产生畏难心理，严重影响其学习积极性和自信心。因此，在教材编排时可将与之有联系的前驱知识点编排进去，使知识以由浅入深、逐级递进、螺旋上升的方式呈现，满足层次化的学习需求[8];并进一步运用所提方法优化各知识点间的逻辑关系与层级关系，强化其基础，以避免学生一开始就产生畏难心理。在遵循方法的前提下，只有通过教学反馈、研讨修正，不断地改进和完善教学活动，才能取得更好的教学效果。
5 结语
利用改进型ISM方法分析教材能尽量避免主观因素的影响，更有利于将错综复杂的系统分散成若干个简单明了的子系统。在避繁就简的基础上，分析者可以凭借自己的相关知识经验和计算机的辅助，得到可视化的教学解释结构模型。这不仅便于教师全面准确地把握教材内容和知识点的逻辑关系，也能帮助学生建立结构化知识体系;且根据其在具体教学过程中的反馈，还能对教材的编排提出有效的改进意见。
参考文献
[1]高凌飚.教材分析评估的模型和层次[J].课程·教材·教法，2001（3）：1-5.
[2]刘彩玲.例谈ISM分析法在高中物理教材分析中的運用[J].新课程：教研版，2013（1）：88.
[3]胡扬洋，张婷玉.物理教材分析：传统与展望[J].教育导刊，2014（11）：65-67.
[4]陈振源.电子技术基础[M].2版.北京：高等教育出版社，2006：20-24.
[5]Warfield J N. Societal Systems： Planning， Policy and Complexity[M].New York：John Wiley & Sons，1976.
[6]杜放.基于ISM方法的业务流程优化及资源运营研究[D].天津：天津大学，2010.
[7]佐藤隆博.ISM构造学习法入门[M].东京：明治图书，
1996.
[8]陈龙文.中职数学教材编写思路探析[J].职业技术教育，2008（29）：26-27.
