解釋結(jié)構(gòu)模型法在教育技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的內(nèi)容分析

宋銀李，楊文正，許秋璇

(云南師范大學(xué) 信息學(xué)院，云南 昆明 650500)

0 引言

解釋結(jié)構(gòu)模型法(Interpretative Structural Modeling Method，ISM)是用于研究系統(tǒng)復(fù)雜要素間邏輯關(guān)系和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)模型化分析方法。隨著教育工作者對教育技術(shù)研究的不斷深入，ISM作為教育技術(shù)系統(tǒng)研究方法的一個重要分支，也開始逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域中。如何充分地發(fā)揮該方法的優(yōu)勢，提升ISM方法在教育技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用效果，是本文關(guān)切的問題。文章運用文獻(xiàn)研究法、內(nèi)容分析法，對知網(wǎng)中關(guān)于ISM在教育技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)進行檢索與分析，試圖分析ISM在教育技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)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(xué)效果的提升與加強學(xué)習(xí)資源的有效利用。

1 解釋結(jié)構(gòu)模型法及其優(yōu)勢分析

ISM是1973年由美國John·Warfield(沃菲爾德)教授為分析復(fù)雜的社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)問題而開發(fā)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(tǒng)結(jié)構(gòu)中的有向圖示法來呈現(xiàn)要素間的影響關(guān)系。(2)通過有向圖來創(chuàng)建鄰接矩陣(元素用“0”和“1”來表示)，通過鄰接矩陣來呈現(xiàn)要素間的直接影響關(guān)系。(3)再通過創(chuàng)建的鄰接矩陣與單位矩陣(對角線均為“1”的矩陣)，根據(jù)布爾運算法則得到可達(dá)矩陣，用以描述要素間的間接關(guān)系與連接路徑存在與否的情況。(4)通過鄰接矩陣與可達(dá)矩陣的關(guān)系分析，對系統(tǒng)要素進行層級分解，并建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖層模型。

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

2 解釋結(jié)構(gòu)模型法在教育技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

2.1 學(xué)習(xí)行為影響因素研究

ISM是一種概念模型，能夠形象地呈現(xiàn)影響要素之間的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。通過對學(xué)習(xí)行為影響要素的結(jié)構(gòu)分析，有助于教師從整體上把握教學(xué)結(jié)構(gòu)，進而在線上、線下的教學(xué)中更好地開展教學(xué)。如張靜等[2]針對學(xué)習(xí)者持續(xù)學(xué)習(xí)行為中出現(xiàn)的學(xué)習(xí)者滿意度降低、持續(xù)學(xué)習(xí)意愿減弱以及低結(jié)課率增加等問題，構(gòu)建出層級結(jié)構(gòu)模型，提出了在線教育平臺應(yīng)該從“關(guān)注學(xué)習(xí)者需求、完善管理機制和優(yōu)化課程內(nèi)容”等方面著手改進，以此提高在線教育平臺學(xué)習(xí)行為發(fā)生的概率，并加強學(xué)習(xí)者持續(xù)學(xué)習(xí)的行為。余明媚等對在線討論平臺中學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為、情感態(tài)度及認(rèn)知投入等影響因素進行全面分析，得到其內(nèi)部的層級結(jié)構(gòu)。提出教師對學(xué)習(xí)者態(tài)度的改善和學(xué)習(xí)行為的正確引導(dǎo)，是優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，完善在線教學(xué)服務(wù)機制的有效途徑之一[3]。

2.2 課堂教學(xué)效果影響因素研究

隨著知識的快速更新，課堂教學(xué)效果是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵要素。運用ISM對課堂教學(xué)影響因素進行分析，建立起影響因素的層次結(jié)構(gòu)模型，為課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)的有效開展提供指導(dǎo)。謝忠新[4]利用ISM對學(xué)校信息技術(shù)與課程整合所涉及的技術(shù)、教學(xué)資源和環(huán)境等影響因素進行層級結(jié)構(gòu)分析，提出在學(xué)校信息化教學(xué)整合工作中，不僅要加強教師理論知識、教學(xué)方法的整合能力，而且要注重教師對數(shù)字化教與學(xué)的資源的有效應(yīng)用能力，由此提升教師課堂教學(xué)的能力，同時提高課堂教學(xué)效果。賈斌等[5]基于ISM對大學(xué)生課堂學(xué)習(xí)績效影響因素進行分析，其通過對教學(xué)、學(xué)習(xí)者以及環(huán)境特征等影響因素進行整理分析，發(fā)現(xiàn)教師通過促進學(xué)生積極性的培養(yǎng)及合理利用學(xué)習(xí)資源開展教學(xué)等方法可以提升課堂學(xué)習(xí)績效。

2.3 數(shù)字教育資源使用效果研究

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到飛速發(fā)展，大量的數(shù)字教育資源涌入教學(xué)中，但是從整體上來看，數(shù)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(yīng)的數(shù)字教育資源進行使用效果影響因素分析，從而構(gòu)建出數(shù)字教育資源使用效果影響因素的結(jié)構(gòu)層級模型，為資源的設(shè)計與使用提供最優(yōu)路徑與方法。牟智佳等[6]以高等院校的學(xué)生為研究對象，應(yīng)用ISM對基于Moodle平臺網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)動機影響因素關(guān)系進行可視化分析。提出在教育平臺中數(shù)字教育資源應(yīng)用樣式應(yīng)多樣化，教育平臺設(shè)計應(yīng)合理、靈活，輔導(dǎo)教師與學(xué)習(xí)者應(yīng)提升自己的參與度、協(xié)作溝通能力等觀點，從而為提高數(shù)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(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，利用ISM對微學(xué)習(xí)有效性因素進行了探究，發(fā)現(xiàn)基于微博平臺的學(xué)習(xí)有效拓展了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的時間與空間，使學(xué)習(xí)者能夠根據(jù)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(xiàn)學(xué)習(xí)的“個性化改寫”和“創(chuàng)造性重構(gòu)”，以提升微博學(xué)習(xí)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(xué)校教育發(fā)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(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)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(fā)展角度出發(fā)，缺乏對信息化系統(tǒng)評估模型的構(gòu)建與應(yīng)用。運用ISM對教育信息化評價因素進行分析，構(gòu)建層級模型，為教育信息化應(yīng)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(gòu)建了信息化評估模型。提出在學(xué)校教育信息化應(yīng)用評估中應(yīng)注意加強科研和管理信息化的力度，加強教育者教學(xué)信息化應(yīng)用的能力以及提高數(shù)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(huán)境中翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果影響因素進行分析，提出在協(xié)調(diào)好師生、資源和環(huán)境間關(guān)系的同時，要發(fā)揮好教學(xué)評價與反饋因素的推動作用，共同為翻轉(zhuǎn)課堂的有效實施提供最優(yōu)路徑，為其在信息化環(huán)境中的評估模型構(gòu)建方面提供有力的支撐。

2.5 教材內(nèi)容層次分析研究

ISM在教學(xué)中最早用于教材內(nèi)容層次分析，該方法是教材分析的重要方法之一。ISM能夠?qū)⒔滩闹袕?fù)雜零散的知識點進行簡化，進而構(gòu)建教材內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)，直觀、清晰地呈現(xiàn)知識點內(nèi)容，便于教師深入細(xì)致地理解與認(rèn)識教材。毛琦等[10]基于ISM法對學(xué)科教材中“動力學(xué)”章節(jié)的知識進行分析，明確給出物理學(xué)科教材中知識點的結(jié)構(gòu)關(guān)系，構(gòu)建物理知識的層次結(jié)構(gòu)模型，清晰地展現(xiàn)教材中知識的脈絡(luò)及邏輯結(jié)構(gòu)，為課堂教學(xué)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(jīng)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(guān)系，構(gòu)建教材結(jié)構(gòu)模型，以此幫助教師理清教學(xué)思路。

3 結(jié)論與啟示

文章在對文獻(xiàn)進行內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，闡述了ISM的基本概念特征及其在教育技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀。ISM以其直觀、清晰和結(jié)構(gòu)化的特點在教材分析、學(xué)習(xí)行為特征分析等方面有較好的應(yīng)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(yōu)秀教師觀點，改進教材內(nèi)容層次分析。由于不同教師的教學(xué)方法與教學(xué)計劃存在差異，教師在進行路徑選擇與優(yōu)化時會受到自身教學(xué)意識與觀念的影響，導(dǎo)致不能夠準(zhǔn)確、合理的分析教材內(nèi)容，在進行教學(xué)設(shè)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(jié)構(gòu)層次關(guān)系，它能根據(jù)教學(xué)效果的影響因素分析來選擇合適的教學(xué)路徑，不過教師主觀意識的隨意性會影響教學(xué)路徑的選擇和優(yōu)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(lián)系及提高形成層級關(guān)系描述的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，例如可以參考一些優(yōu)秀的一線教師、教學(xué)能手及比較權(quán)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(jié)合層次分析法對學(xué)習(xí)行為特征進行多維分析。在使用ISM進行學(xué)習(xí)行為分析時，只是定性分析要素間的層級關(guān)系，較少結(jié)合定量分析的方法對學(xué)習(xí)行為進行量化研究，因此未能對要素權(quán)重進行分析與排序，難以通過學(xué)習(xí)行為有效呈現(xiàn)學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)行為進行分析時，因?qū)W習(xí)者的年齡、知識認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格與動機等因素的影響而表現(xiàn)出多樣化的行為差異。為解決以上問題，可以結(jié)合其他方法來對ISM進行改進與優(yōu)化。例如，層次結(jié)構(gòu)分析法(AHP)能夠彌補定量分析不足的問題，將ISM與AHP方法結(jié)合使用，能夠?qū)W(xué)習(xí)行為要素進行定性與定量的多維分析，能清晰呈現(xiàn)出學(xué)習(xí)者個性化特征，為個性化教學(xué)提供優(yōu)化的教學(xué)策略與方案。

在信息化學(xué)習(xí)時代，教育技術(shù)領(lǐng)域與新興技術(shù)的融合共同推動教育教學(xué)發(fā)展。ISM能夠?qū)逃I(lǐng)域中復(fù)雜的教學(xué)問題進行影響因素分析，使用可視化的層次結(jié)構(gòu)圖進行要素關(guān)系的呈現(xiàn)，并對其進行層級解釋分析。ISM作為一種系統(tǒng)分析方法，能從問題出發(fā)，對問題進行系統(tǒng)、全面的分析，在教育技術(shù)領(lǐng)域中對解決教學(xué)和學(xué)習(xí)問題等方面具有一定適用性和可行性。當(dāng)然，ISM在教育技術(shù)領(lǐng)域中依然存在許多不足，如何改進ISM在教育技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用方式的局限性，如何結(jié)合新型技術(shù)有效促進教學(xué)活動的開展，以及如何利用教育技術(shù)領(lǐng)域中的新型教學(xué)模式與學(xué)習(xí)方式來提高ISM在教育技術(shù)領(lǐng)域的適用性等問題，將是未來研究需持續(xù)關(guān)注的重點。