解释结构模型法在教育技术领域应用的内容分析

宋银李，杨文正，许秋璇

(云南师范大学 信息学院，云南 昆明 650500)

0 引言

解释结构模型法(Interpretative Structural Modeling Method，ISM)是用于研究系统复杂要素间逻辑关系和关联结构的一种结构模型化分析方法。随着教育工作者对教育技术研究的不断深入，ISM作为教育技术系统研究方法的一个重要分支，也开始逐渐应用于教育领域中。如何充分地发挥该方法的优势，提升ISM方法在教育技术领域的应用效果，是本文关切的问题。文章运用文献研究法、内容分析法，对知网中关于ISM在教育技术领域应用的相关文献进行检索与分析，试图分析ISM在教育技术领域应用中的适用性、有效性以及存在的不足，提出改进措施以促进教学效果的提升与加强学习资源的有效利用。

1 解释结构模型法及其优势分析

ISM是1973年由美国John·Warfield(沃菲尔德)教授为分析复杂的社会经济结构问题而开发的一种分析方法[1]。ISM是一种以定性分析为主的概念模型，其基本过程是：(1)首先使用系统结构中的有向图示法来呈现要素间的影响关系。(2)通过有向图来创建邻接矩阵(元素用“0”和“1”来表示)，通过邻接矩阵来呈现要素间的直接影响关系。(3)再通过创建的邻接矩阵与单位矩阵(对角线均为“1”的矩阵)，根据布尔运算法则得到可达矩阵，用以描述要素间的间接关系与连接路径存在与否的情况。(4)通过邻接矩阵与可达矩阵的关系分析，对系统要素进行层级分解，并建立系统结构图层模型。

ISM是结构模型化技术之一，它以图论的方式揭示系统要素间的关系，在解决复杂系统、复杂问题、模糊关系等方面均有显著的优势。即(1)能够直观地展示复杂系统要素间的层级关系：对于一些复杂、离散以及无序的静态系统，ISM能够通过有向图与矩阵的方式直观地构建出该系统的结构层次模型，分层次地展示要素间的关系，再通过文字解释说明要素间的层级关系。(2)能够有效地解决要素间的复杂问题：ISM在解决复杂问题方面存在一定的优势，邻接矩阵的建立使得各个要素之间的前后关系变得十分明确，使其能够可视化复杂问题中要素间的联系，从而建构清晰的层级关系图。(3)能够为关系复杂、结构模糊的问题提供优化方案：ISM可以把模糊不清的关系转化为具有良好结构关系的模型。其特别适用于变量众多、关系复杂而结构不清晰的问题分析中，为模糊问题的解决提供相应的优化方案。

2 解释结构模型法在教育技术领域的应用研究

2.1 学习行为影响因素研究

ISM是一种概念模型，能够形象地呈现影响要素之间的层次结构关系。通过对学习行为影响要素的结构分析，有助于教师从整体上把握教学结构，进而在线上、线下的教学中更好地开展教学。如张静等[2]针对学习者持续学习行为中出现的学习者满意度降低、持续学习意愿减弱以及低结课率增加等问题，构建出层级结构模型，提出了在线教育平台应该从“关注学习者需求、完善管理机制和优化课程内容”等方面着手改进，以此提高在线教育平台学习行为发生的概率，并加强学习者持续学习的行为。余明媚等对在线讨论平台中学习者学习行为、情感态度及认知投入等影响因素进行全面分析，得到其内部的层级结构。提出教师对学习者态度的改善和学习行为的正确引导，是优化教学结构，完善在线教学服务机制的有效途径之一[3]。

2.2 课堂教学效果影响因素研究

随着知识的快速更新，课堂教学效果是影响教学质量的关键要素。运用ISM对课堂教学影响因素进行分析，建立起影响因素的层次结构模型，为课堂教学与学习的有效开展提供指导。谢忠新[4]利用ISM对学校信息技术与课程整合所涉及的技术、教学资源和环境等影响因素进行层级结构分析，提出在学校信息化教学整合工作中，不仅要加强教师理论知识、教学方法的整合能力，而且要注重教师对数字化教与学的资源的有效应用能力，由此提升教师课堂教学的能力，同时提高课堂教学效果。贾斌等[5]基于ISM对大学生课堂学习绩效影响因素进行分析，其通过对教学、学习者以及环境特征等影响因素进行整理分析，发现教师通过促进学生积极性的培养及合理利用学习资源开展教学等方法可以提升课堂学习绩效。

2.3 数字教育资源使用效果研究

随着网络技术得到飞速发展，大量的数字教育资源涌入教学中，但是从整体上来看，数字教育资源的针对性不强，资源缺乏可定制性。通过ISM对相应的数字教育资源进行使用效果影响因素分析，从而构建出数字教育资源使用效果影响因素的结构层级模型，为资源的设计与使用提供最优路径与方法。牟智佳等[6]以高等院校的学生为研究对象，应用ISM对基于Moodle平台网络学习动机影响因素关系进行可视化分析。提出在教育平台中数字教育资源应用样式应多样化，教育平台设计应合理、灵活，辅导教师与学习者应提升自己的参与度、协作沟通能力等观点，从而为提高数字化教育资源的使用效果提供建议。陈波[7]尝试将微博与传统课堂教学相结合，利用ISM对微学习有效性因素进行了探究，发现基于微博平台的学习有效拓展了学习者学习的时间与空间，使学习者能够根据自己需要，将碎片化知识与原有知识体系相整合，形成个性化的知识体系。从而实现学习的“个性化改写”和“创造性重构”，以提升微博学习平台的使用效果。

2.4 教育信息化评价模型研究

教育信息化是学校教育发展的重要推动力，教育信息化评估模型的建立在整合教育信息资源及提升人才培养质量方面发挥着重要作用。目前许多高等教育信息化评估模型主要从信息化水平的整体发展角度出发，缺乏对信息化系统评估模型的构建与应用。运用ISM对教育信息化评价因素进行分析，构建层级模型，为教育信息化应用评价提供有力的支撑与借鉴。陈敏等[8]运用ISM分析高等教育信息化评估的影响因素，并构建了信息化评估模型。提出在学校教育信息化应用评估中应注意加强科研和管理信息化的力度，加强教育者教学信息化应用的能力以及提高数字化科研资源的共享程度，以提升信息化评估模型的效度。裴利华等[9]基于ISM就信息化环境中翻转课堂教学效果影响因素进行分析，提出在协调好师生、资源和环境间关系的同时，要发挥好教学评价与反馈因素的推动作用，共同为翻转课堂的有效实施提供最优路径，为其在信息化环境中的评估模型构建方面提供有力的支撑。

2.5 教材内容层次分析研究

ISM在教学中最早用于教材内容层次分析，该方法是教材分析的重要方法之一。ISM能够将教材中复杂零散的知识点进行简化，进而构建教材内容的层次结构，直观、清晰地呈现知识点内容，便于教师深入细致地理解与认识教材。毛琦等[10]基于ISM法对学科教材中“动力学”章节的知识进行分析，明确给出物理学科教材中知识点的结构关系，构建物理知识的层次结构模型，清晰地展现教材中知识的脉络及逻辑结构，为课堂教学效果的提升提供了支撑。皇甫倩等[11]针对教材分析中教师过于依赖主观经验解读教材以及照本宣科式地分析教材等问题，提出基于ISM的“三段式”分析法来分析教材，确立知识点关系，构建教材结构模型，以此帮助教师理清教学思路。

3 结论与启示

文章在对文献进行内容分析的基础上，阐述了ISM的基本概念特征及其在教育技术领域中的应用现状。ISM以其直观、清晰和结构化的特点在教材分析、学习行为特征分析等方面有较好的应用效果，但也存在以下一些需要改进的地方。

(1)综合参考专家与优秀教师观点，改进教材内容层次分析。由于不同教师的教学方法与教学计划存在差异，教师在进行路径选择与优化时会受到自身教学意识与观念的影响，导致不能够准确、合理的分析教材内容，在进行教学设计时存在一定的主观性。ISM在教材分析中主要用来确立不同知识要素间的结构层次关系，它能根据教学效果的影响因素分析来选择合适的教学路径，不过教师主观意识的随意性会影响教学路径的选择和优化。对以上问题的有效解决方法是，在进行教材分析时注意加强教材知识各要素提取、逻辑联系及提高形成层级关系描述的科学性与准确性，例如可以参考一些优秀的一线教师、教学能手及比较权威的教育研究专家等的意见来提高教材分析研究的信度与精确度。

(2)结合层次分析法对学习行为特征进行多维分析。在使用ISM进行学习行为分析时，只是定性分析要素间的层级关系，较少结合定量分析的方法对学习行为进行量化研究，因此未能对要素权重进行分析与排序，难以通过学习行为有效呈现学习者个性化特征。ISM是一种以定性分析为主的概念模型，在使用ISM对学习行为进行分析时，因学习者的年龄、知识认知水平、学习风格与动机等因素的影响而表现出多样化的行为差异。为解决以上问题，可以结合其他方法来对ISM进行改进与优化。例如，层次结构分析法(AHP)能够弥补定量分析不足的问题，将ISM与AHP方法结合使用，能够对学习行为要素进行定性与定量的多维分析，能清晰呈现出学习者个性化特征，为个性化教学提供优化的教学策略与方案。

在信息化学习时代，教育技术领域与新兴技术的融合共同推动教育教学发展。ISM能够对教育领域中复杂的教学问题进行影响因素分析，使用可视化的层次结构图进行要素关系的呈现，并对其进行层级解释分析。ISM作为一种系统分析方法，能从问题出发，对问题进行系统、全面的分析，在教育技术领域中对解决教学和学习问题等方面具有一定适用性和可行性。当然，ISM在教育技术领域中依然存在许多不足，如何改进ISM在教育技术领域中应用方式的局限性，如何结合新型技术有效促进教学活动的开展，以及如何利用教育技术领域中的新型教学模式与学习方式来提高ISM在教育技术领域的适用性等问题，将是未来研究需持续关注的重点。