解释结构模型在教学计划制定中的应用

余黄樱子

(华中师范大学信息管理学院，湖北 武汉 430079)

1 引言

高等教育在一个国家的发展中占据着重要的地位，它起着促进社会变革与进步，使人类社会朝着更加美好和谐的方向前进的作用。而在高等教育中，专业课程体系构建是十分关键的环节。为了更好地适应社会的发展，满足社会的需要，高校必定要继续开展研究和人才需求预测，对专业课程体系进行适当的调整。在教学计划修正的过程中，由于涉及的专业数量和每个专业所开专业课的数量非常多，同时，修订的教学计划还要符合系统性(使学生清晰了解专业领域的纵深)、整体性(所有的课程都是为了人才培养目标服务)、渐进性(课程的难易程度是循序渐进的)的原则，这就给教学计划的修订带来了一定的难度。

信息管理与信息系统专业是一门结合了计算机、管理学、经济学等学科的交叉复合型学科，强调“系统观念”，对其进行课程体系结构的制定本身就是一个复杂的系统工程。因此，为了厘清专业课程之间的关系，提高教学水平和教学效率，本文采用解释结构模型(Interpretative Structural Modeling，简称ISM)的思想和方法对信息管理与信息系统专业课程体系结构进行规划，以期为制定科学合理的教学计划起到一定的借鉴和指导作用。

2 课程体系设置国内外研究现状

课程体系是高等教育的中心，它直接关系到人才培养的水平和质量。刘道玉，武汉大学前校长，使课程体系的内涵分析。他对课程体系的定义是指许多课程的整合。课程体系可分为三个层次：宏观、中、微观。宏观课程体系是根据学校的目标和学校的培养目标而设计的。中观的课程体系是指一个系的课程体系，是相互联系而构成的整体。微观的课程体系所指范围更小，是指一个专业或一门课程的结构体系。从人才培养与社会需求的角度，李波提出更新课程体系重构理念，根据市场需求确定地方高校培养模式，根据培训模式重构地方高校课程体系，根据社会需求重构地方高校课程体系。张艳瑾提出应该以创业教育为导向，从提高创业教育的课程地位、丰富创业教育的课程内涵，创新创业教育的教学形式、提高创业教育的课程体验，夯实创业教育的人才保证、拓展创业教育的实践平台等方面强化高校创业教育的课程体系建设。刘志健等人认为应该“双轨、双控、深度融合”模式下，校企合作开发课程，学校教师与行业专家紧密结合， “以专业能力为中心，立足于真实或模拟的工作环境，完成整个工作过程导向”的课程设计、教学模式、实施方案和评价体系。回雁雁等人在分析国内外关于信息素质的统计结果的基础上，提出将信息素质教育纳入高校课程体系，以适应信息社会发展的需要。

关于课程体系的研究，曾任美国康奈尔大学18年年校长的弗兰克·罗德斯在《创造未来：美国大学的作用》(The Creation of the Future: The Role of American University)中，对“教学、研究、服务”部分美国大学本科课程重建进行了全面、客观的评价。他认为，在典型的课程设置中体现的唯一共同的教育原则是，学生可以在一个广泛的学科之间进行选择，并在特定领域发展他们的能力。

综上所述，目前，大多数研究都是以人才培养和社会需求的观点出发，提出各种理念进行课程体系的构建，但是没有进行具体的课程体系构建。本文就以信息管理与信息系统专业为例，利用ISM模型设计课程体系结构。

3 课程体系结构设计——以信息管理与信息系统专业为例

3.1 解释结构模型原理

解释结构模型是一种系统结构模型。其基本思想是：经过多种创新技术，元素的提取，使用有向图、矩阵等工具和计算机技术，把基本元素和信息之间的关系进行有效处理，且以文本的形式加以解释，明确整体结构和层次结构，提升知识和理解能力。该技术由于其特点不需要高深的数学知识，有直观的模型和启发性，可以吸收各种相关人员参与等，从而被广泛地用于各种社会经济系统的识别和处理。

3.2 应用ISM设置信息管理与信息系统专业课程结构

3.2.1 课程设置情况及其关系集的判断

信息管理与信息系统是一门综合性学科，属于“管理科学与工程”一级学科之下，研究关于信息系统建设、管理的理论与方法。以华中师范大学信息管理学院开设信息管理与信息系统专业的教师为研究对象，根据专业培养目标、学科特点、教学条件、教师要素咨询学术和学科建设部门专家、统计、专业课56个2013级专业课程的设置。如表1所示(课程对应的先行课用课程序号表示)。

表1 课程间先行关系调查统计

3.2.2 建立可达矩阵

根据表1中所列出的课程先行关系，构造出课程邻接矩阵，以横向列表示所有课程，以纵向列表示先修课程。如S2是S5的先行课，S4是S8的先行课，则a25=1，a48=1。根据布尔运算法则，从邻接矩阵利用MATLAB编程计算可以得到可达矩阵。其中A表示邻接矩阵，E=zeros(A)，通过布尔运算求出A2、A3……直至An=An-1，停止运算，此时的An便是要求的可达矩阵，见表2(由于版面关系，本表只列出前15项)。

具体实施过程：由最后一个周期给出，并确定新一轮周期是否与同一周期，决定是否终止周期。循环终止意味着最终可达矩阵。

表2 可达矩阵

得到上述可达矩阵后，根据要素级位划分的思想，在具有强连接关系的要素中，只保留一个要素，但是该要素集合中没有强连接关系的要素，因此该可达矩阵即为其缩减矩阵。考虑对可达矩阵的缩减矩阵进行层次化处理，即将不同课程划分为不同的层次，形成分阶层的可达矩阵。利用MATLAB编程计算，得到各级元素分别如表3所示。

表3 各级元素值

其中，全部元素可以分为7个层次，和一个相对的“独立元素”。在不同层次的课程(元素)不能出现在同一个学期，需要按照开放的顺序，相对独立的课程(元素)调整到每一个学期。

3.2.3 专业课程ISM的构建

根据上述层级划分的结果得到元素所在的层次，构建解释结构模型，如图1所示。

图1 课程设置解释结构模型

3.3 课程解释结构模型的最终复原

首先，在表中的课程名称由结构模型中的相应的数字位置所取代，并获得了专业课程的解释结构模型。后根据相关专业特色和本周的局限性等条件，适当调整课程进度，具体定位在每个学期中，其中r7～r1依次分别表示。调整后的图形如图2所示：

图2 复原后的课程结构图

4 信息管理与信息系统课程新教学计划制定

4.1 走访调查结果分析

为了分析华中师范大学信息管理学院信息管理与信息系统专业课程设置运行状况，采用走访调查的形式对调查的专业学生进行调查。调查主要涉及当前难度和相关性的专业课程，课程设置安排是否合理等。据调查，学生普遍认为一些课程内容多，但是学时偏少，导致学习的知识深度不够。例如高等数学、线性代数、概率统计、面向对象程序设计(Java)、管理运筹学、数据挖掘等应该适量增加学时。

在以上的过程中，一些课程难度系数小，但在学期后设置，学生的学习能力是可以很好学习完该门课程的，比如说《用户体验与交互设计》。本应该将这门课安排在之前的学期中，让学生将更多的时间用在后续学期中专业课程中难度系数较大的课程上。每年学校都会有大学生科研立项申报活动，一般大二可以开始申报，那么课程《科研方法与论文写作》本应该在大二开设，给学生的科研立项准备奠定一定的基础，但是这门课却开设在大三，因此设置的不合理。

在课程设置方面，有些课程的先后顺序颠倒，造成知识结构不合理，导致学生上课效率不高。例如《网站设计与开发》课程应该在《信息系统分析与设计》之前开设，但是该学院2013级课程安排却同时在大三上学期开设，导致在上《信息系统分析与设计》的课程时，学生由于没有网站设计与开发的基础，上课进度缓慢，学生上课压力也比较大。

4.2 新教学计划制定

在进行课程结构的合理设计时，既要以人才培养方案为基础，培养大类人才，又要考虑学生的个性化发展，形成个人独特的软实力；不仅如此，还要注意理论与实践的结合，既要强调理论知识的重要性，又要给学生创造锻炼能力的机会，注重实践，加强知识的运用。根据课程模型，可以从以下几个方面来说明教学计划。

4.2.1 按课程模块设置

(1)基础课程。对于理工科学生来说，数学课程在后续课程中有着不可忽视的作用，应该增加课程难度和深度，从第一学期到第四学期不间断地学习。计算机和管理方面的基础课程，如C语言、管理学等，可以在第一学期开设。

(2)理论课程。《系统工程》、《生产运作管理》、《信息资源管理与规划》、《工程经济学》等课程可以贯穿第5、6学期。

(3)管理性课程。管理性的课程需要循序渐进，因为管理中的很多理论都涉及到企业管理，而学生并没有这方面的经验。可以在第一学期开设《管理学》，让学生有一定的管理知识基础，让学生树立管理意识。其他管理类课程主要安排在技术类课程学习之后。

(4)技术及实践性课程。第2学期可以组织学生进行编程方面、网页设计、信息检索相关的实习，锻炼学生基本的实践能力。该专业涉及到的技术一般是编程，如《XML技术》、《C#》、《Java》均可开设在第3、4学期，为后续技术课程奠定基础。与信息系统设计、分析、开发相关的课程，如《信息系统分析与设计》应该开设在第5、6学期，鼓励学生利用已掌握的编程知识进行信息系统的开发，提高上机编程能力。像《用户体验与交互设计》完全不需要基础，可以提前开设，因为信管学院每年会有很多与电子商务有关的比赛，现在比赛的作品倾向于APP设计与开发，提前开设不仅是对学生参加比赛奠定基础，同时更重要的是让学生从这门课发现兴趣点，也是对创新思维的一种启发。第六学期结束后，安排专业实践，让学生早日接触到专业学校的实际应用，更早发现知识和能力的缺失，并不断提高未来的学习。

4.2.2 按课程学期安排

第1、2学期主要开设公共基础课，其中，与数学相关的学科应该增加学时，培养学生的逻辑思维能力。从第3学期开始，以专业基础课及专业课为主。第4学期主要开设技术理论课程。据调查，学生认为《管理运筹学》、《最优化算法》难度大，新教学计划应该适量增加课时，并在课堂中设置一定的讨论时间。第5学期学生主要通过学习《系统工程》、《生产运作管理》等课程，掌握系统工程的原理方法，具备生产计划的安排能力等。第6学期以专业选修课和专业实习为主，讲解理论与实践相结合的问题。第7学期开设的课程应该更多地是面向学生的就业问题。学生可以通过询问、开讨论会或其他方式解决实习期间遇到的问题。第8学期主要是毕业设计等内容。

除了专业课程之外，学生可以根据自身的发展需要适当地选择文学、艺体类等跨系课程作为选修课程。对科研感兴趣的同学，还可以选修与自己研究相关的其他学院的课程，拓展自己的知识深度，有利于科学研究。

5 结束语

课程体系构建是专业建设的核心内容，ISM模型的引入对专业课程建设提供了方法指导。利用ISM模型和定性分析的方法对众多专业课程之间的关系进行分析，建立专业课程体系递阶结构可以理顺体系结构，使学生对信息管理与信息系统专业设置体系更加明确，对课程体系的逻辑性、系统性等认识更加系统，方便学生对不同类型课程的整体把握。然而，在运用ISM模型时，只考虑了专业课程，没有考虑通识核心课程，对整个教学计划的制定稍有影响。另外，由于信管专业学科的不断发展和社会对人才需求的变化，教学计划的制定仍然任重而道远。

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