ISM法在中學(xué)化學(xué)教材分析中的應(yīng)用

倪俊超

摘 要 本文以人教版高中化學(xué)教材必修一第三章的內(nèi)容為依托，展示運(yùn)用ISM法進(jìn)行教材分析的具體步驟。應(yīng)用ISM法對中學(xué)化學(xué)教材進(jìn)行分析，既便于教師明晰知識結(jié)構(gòu)要素，又能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。

關(guān)鍵詞 ISM法 教材分析 化學(xué)案例

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.05.062

ISM Method Applied to the Textbook Analysis in Chemistry Teaching

NI Junchao

（Department of Chemistry， Shaanxi Xueqian Normal University， Xian， Shaanxi 710100）

Abstract This article is based on the contents of the third chapter of the PEP High School Chemistry Textbook， and shows the specific steps of analyzing the teaching materials using the ISM method. Using the ISM method to analyze the middle school chemistry textbooks not only facilitates the teachers to clarify the knowledge structure elements， but also helps the students to understand the internal relations between the knowledge in the learning process.

Keywords ISM method； textbook analysis； chemistry teaching case

作為課程改革的重要文本，教科書上承課程標(biāo)準(zhǔn)，下啟教學(xué)實(shí)踐，是課程設(shè)計(jì)者與師生之間交流的紐帶。[1]教材中知識結(jié)構(gòu)的安排是否符合邏輯順序并兼顧學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中對教材的分析起到至關(guān)重要的作用。然而教師的教材分析，通常都帶有一定的主觀意圖，因此對教材進(jìn)行科學(xué)合理的分析，對教師把握教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)具有促進(jìn)意義。教材是一種教學(xué)系統(tǒng)，教材分析中系統(tǒng)的思想是一種重要的思想。教材系統(tǒng)包含各種要素，并且各要素間具有一定的形成關(guān)系。只有把握了這些要素及其相互間的關(guān)系，才能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。[2]

1 ISM法簡介

解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretive Structural Model，簡稱ISM）法是由美國Warfield教授1973年提出的一種系統(tǒng)分析方法，可用于研究系統(tǒng)中復(fù)雜要素間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，目前在教育領(lǐng)域中用于教材設(shè)計(jì)。[3]通過建立知識要素間的結(jié)構(gòu)層級圖，客觀反映要素間的內(nèi)在聯(lián)系，將零散復(fù)雜的知識簡潔化，整理成明晰的多級階梯形式。它的突出特點(diǎn)是既便于教師制定教學(xué)目標(biāo)和明晰知識結(jié)構(gòu)，又能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。[1]同時(shí)，它也能夠成為教師備課和教學(xué)過程中不可或缺的依據(jù)，最終達(dá)到教學(xué)過程最優(yōu)化。

運(yùn)用ISM法進(jìn)行教材分析，可將之分為5個(gè)步驟：（1）提取知識要素——確定教學(xué)目標(biāo)；（2）決定要素間的形成關(guān)系——確定低級目標(biāo)；（3）列出直接目標(biāo)矩陣——確定目標(biāo)矩陣；（4）借助直接目標(biāo)矩陣，形成關(guān)系圖——確定層級目標(biāo)；（5）研討修正關(guān)系圖——確定教學(xué)序列。[4]

2 ISM法在中學(xué)化學(xué)教材分析中的應(yīng)用

ISM法作為較成熟的教材設(shè)計(jì)及課程編排輔助手段，國內(nèi)外已有部分應(yīng)用先例。通過查閱文獻(xiàn)，目前基本沒有將ISM法運(yùn)用于中學(xué)化學(xué)教材分析中的教學(xué)案例，因此使用該方法進(jìn)行中學(xué)化學(xué)教材分析研究擁有較好的研究前景，同時(shí)方便教師和學(xué)生整體把握教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。

本文選用人教版教材高中化學(xué)必修一第三章金屬及其化合物作為分析對象，以知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三維目標(biāo)為立足點(diǎn)，通過ISM法解析化學(xué)教材中的目標(biāo)層次，特此對本章節(jié)的知識做一個(gè)概述。本章共有三節(jié)內(nèi)容，第一節(jié)是金屬的化學(xué)性質(zhì)，本節(jié)共講了四個(gè)問題分別是：金屬和非金屬的反應(yīng)，金屬和酸、水的反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)以及物質(zhì)的量的計(jì)算；第二節(jié)講的是幾種重要的金屬化合物，包括四方面的內(nèi)容分別是：鈉的重要化合物，鋁的重要化合物以及鐵的重要化合物；第三節(jié)是用途廣泛的金屬材料，分別講了兩個(gè)方面的內(nèi)容：常見合金的重要應(yīng)用以及正確選用金屬材料。

2.1 提取要素

該步驟受到主觀經(jīng)驗(yàn)影響，具有一定的導(dǎo)向性。筆者基于咨詢學(xué)科教學(xué)老師、化學(xué)教材配套資料、反饋學(xué)生信息諸如此類的途徑解析出12個(gè)教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生的學(xué)習(xí)是在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行，是具有間接性的，也是通過具體科學(xué)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的，基于此課程教學(xué)論，從對知識的學(xué)習(xí)難易程度和課程標(biāo)準(zhǔn)要求分為了解、掌握、理解，以此情感態(tài)度與價(jià)值觀將知識框架解構(gòu)，同時(shí)也包括了知識重難點(diǎn)。12個(gè)教學(xué)目標(biāo)如下：（1）了解金屬的屬性；（2）了解常見金屬、非金屬與酸的反應(yīng)；（3）掌握鈉與水反應(yīng)的原理；（4）掌握鐵與水的反應(yīng)；（5）掌握鋁與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的反應(yīng)；（6）了解Na2O2、Na2O的性質(zhì)、應(yīng)用；（7）掌握Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)、應(yīng)用；（8）掌握Al的化合物的性質(zhì)、應(yīng)用；（9）了解Al的化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系圖；（10）了解Fe的氧化物的性質(zhì)、應(yīng)用；（11）了解Fe（OH）2、Fe（OH）3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)；（12）掌握Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化以及它們的檢驗(yàn)方法。

2.2 決定關(guān)系

對教材中各知識要素間的關(guān)系分析的依據(jù)是：學(xué)生為達(dá)成某一最終目標(biāo)，必須以達(dá)成它的基礎(chǔ)目標(biāo)為前提，這同時(shí)也是要符合邏輯學(xué)的。若要達(dá)成目標(biāo)2，需先達(dá)成目標(biāo)1，則稱目標(biāo)1是目標(biāo)2的基礎(chǔ)目標(biāo)。即視目標(biāo)2是目標(biāo)1的高級目標(biāo)，目標(biāo)1為目標(biāo)2的低級目標(biāo)。依次是：目標(biāo)3 、目標(biāo)4和目標(biāo)5是目標(biāo)1、2的高級目標(biāo)。目標(biāo)6是目標(biāo)1、2、3的高級目標(biāo)。目標(biāo)7是目標(biāo)1、2、3、6的高級目標(biāo)。目標(biāo)8是目標(biāo)1、2、5的高級目標(biāo)。目標(biāo)9是目標(biāo)1、2、5、8的高級目標(biāo)。目標(biāo)10是目標(biāo)1、2的高級目標(biāo)。目標(biāo)11是目標(biāo)1、2、10的高級目標(biāo)。目標(biāo)12是目標(biāo)1、2、10、11的高級目標(biāo)。

2.3 列出矩陣

根據(jù)ISM法的操作程序以及數(shù)學(xué)中列出矩陣的方法，將高級目標(biāo)作為橫軸，直接目標(biāo)作為縱軸。參照結(jié)構(gòu)關(guān)系，1無直接低級目標(biāo)，于1列1行處設(shè)為“空”；2的直接低級目標(biāo)為1，則在2列1行處設(shè)為“1”，依次而設(shè)，得到直接目標(biāo)矩陣。

2.4 形成關(guān)系

第1列沒有“1”出現(xiàn)，代表目標(biāo)1沒有直接低級目標(biāo)，位于目標(biāo)形成關(guān)系圖的最底層，將之稱為第一層目標(biāo)。與此同時(shí)便將第1行的“1”全部清為空即剩余目標(biāo)矩陣。

依次而設(shè)，直至矩陣的所有值均為0停止運(yùn)算。最終將每一次運(yùn)算后的目標(biāo)建立起從高到低的層級關(guān)系圖。由此可以看出，金屬及其化合物這一章共涉及到4個(gè)層級目標(biāo)?；谒心繕?biāo)的低級目標(biāo)中都有目標(biāo)1、2，可將目標(biāo)1、2合并為一個(gè)層級目標(biāo)，方便后面關(guān)系形成圖的構(gòu)建更為簡潔。它們是所有知識要素的前提，也是最低級目標(biāo)，位于第一層級。第二層級包括目標(biāo)3、4、5、10，第三層級有目標(biāo)6、8、11，而目標(biāo)7、9、12位于最高層級，即它的實(shí)現(xiàn)要以前面所有層級的達(dá)成為基礎(chǔ)。相應(yīng)的可以構(gòu)建這一章節(jié)的形成關(guān)系圖。

2.5 修正關(guān)系

形成關(guān)系圖建立的目的是為教學(xué)活動(dòng)序列提供有效依據(jù)，而教學(xué)序列的確定則需遵循一定的原則：按照層級目標(biāo)由低到高的順序排列；如果同一層級目標(biāo)中有若干個(gè)教學(xué)目標(biāo)，可將直接低級目標(biāo)最多的放置在前，當(dāng)然教師也可根據(jù)實(shí)際教學(xué)活動(dòng)靈活安排。據(jù)此，得到教學(xué)序列圖如圖1所示。

圖1 教學(xué)序列圖

2.6 ISM法驗(yàn)證

在通過ISM法對《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 化學(xué)》必修一第三章金屬及其化合物進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，可見此方法的便捷性和高效性，從而可以將必修一整體進(jìn)行驗(yàn)證。人教版必修一有從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)、化學(xué)物質(zhì)及其變化、金屬及其化合物、非金屬及其化合物這四個(gè)要素，具體步驟中不予提取要素，直接從決定關(guān)系開始。

3 結(jié)論及拓展

作為將教材結(jié)構(gòu)中復(fù)雜、凌亂的要素關(guān)系分解成清晰的多級遞階形式的方法，ISM法在中學(xué)化學(xué)教材分析中的應(yīng)用為教師的教學(xué)目標(biāo)的建立提供了最優(yōu)途徑，教師能夠準(zhǔn)確把握知識要素間的內(nèi)在聯(lián)系，對學(xué)生創(chuàng)建思維導(dǎo)圖也具有科學(xué)的導(dǎo)向性，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化。

就陜西省來說，除延安地區(qū)使用蘇教版，榆林和渭南地區(qū)使用魯科版外，其它市均在使用人教版。在教學(xué)活動(dòng)中，教師也并非是對單一版本進(jìn)行講解，而是會(huì)在某一些有爭議的地方參照不同版本，從中選擇較為穩(wěn)妥合適的方法及其內(nèi)容加以分析。就這一問題，可以應(yīng)用本課題所使用的ISM方法將不同版本的教材參照對比，總結(jié)出優(yōu)缺點(diǎn)同時(shí)整理出可供參考的實(shí)際數(shù)據(jù)和實(shí)踐材料，有助于教材的修訂。

本文得到陜西學(xué)前師范學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目資助，課題名稱：解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）法在《新課標(biāo)與教材分析》課程中的案例分析研究，立項(xiàng)號：15JG030Y

參考文獻(xiàn)

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