基于目標矩陣法的大學數字電子技術基礎教材分析

楊乘 韓麗

摘 ?要 對教材進行全面透徹分析，是教師上好一門課的準備工作中最重要的一環(huán)。因此，以目標矩陣法為教材分析方法，選擇閻石的《數字電子技術基礎》（第五版）中的“組合邏輯電路”為例進行教材分析，以期更好地把握教材內容，提高教學效率。

關鍵詞 目標矩陣法;教材分析;組合邏輯電路;數字電子技術基礎

中圖分類號：G652 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）02-0053-03

1 前言

“數字電子技術基礎”作為電子類專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，在整個教學過程中起著承上啟下的重要作用。因此，對其所用教材有一個準確清晰的認識，了解教材知識編排，分析知識內在的依存順序是否符合學生的認知結構，是非常必要的。本文選擇閻石主編的《數字電子技術基礎》（第五版），以目標矩陣法分析其核心章節(jié)“組合邏輯電路”，以厘清教學思路，制定合理的教學序列，從而設計出更符合學生認知結構的教學過程。

2 教材分析和目標矩陣法

教材分析 ?教材是教師課堂教學的重要載體，每一本教材都是編寫者智慧的結晶，教材的內容結構與編排順序、練習題、語言字句以及其中的圖表（畫）都是經過反復推敲和精心設計的[1]。廣義的教材分析通常包括對課程設置與課程內容組織結構的分析、課堂教學過程的分析、實施教學環(huán)境的分析，以及對課堂評價的分析。而本文主要針對教學內容進行分析。

教材分析的基本內容包括對教材層級結構的分析，以及根據分析出的基礎層級結構對教學內容進行序列化[2]。其中，教材分析的方法主要有學習層級法、課題分析法、邏輯分析法、ISM法（解釋結構模型法）和目標矩陣法。由于目標矩陣法綜合了前四種方法的優(yōu)點，因此，本文選取目標矩陣法作為分析方法。

目標矩陣法 ?目標矩陣法是一種用于分析教材的知識編排和教師決定教學序列是否合理、知識內在的依存邏輯順序和學生認知結構是否矛盾的分析方法。其具體做法是將教材內容以矩陣的形式經過一定的操作處理，形成目標分類，制成形成關系圖，進行結構化分析和序列化[3]。因此，目標矩陣法的具體分析步驟是：制定教學目標→決定具有形成關系的直接低級目標→列出目標矩陣→按目標水平分類→形成關系圖。

3 基于目標矩陣法的教材分析：以“組合邏輯電路”為例

前面已經簡要介紹了目標矩陣法分析教材的基本步驟，下面就以閻石主編的《數字電子技術基礎》（第五版）中的核心章節(jié)“組合邏輯電路”為例，進行具體分析[4]。

制定教學目標 ?在此環(huán)節(jié)需要分析出該章節(jié)的教學目標、低級目標和前提知識。其中，低級目標是指在教學目標這個大目標下的若干個子目標;前提知識是指為達到教學目標這個大目標所需要的基礎知識。

通過對“組合邏輯電路”進行分解和梳理，得到該章的教學目標（G）是：掌握組合邏輯電路的分析方法、設計方法及其應用。

需要的前提知識（R）是：以前三章的知識點為依據，即第一章的數制和碼制、第二章的邏輯代數基礎和第三章的門電路。

低級目標是：了解組合邏輯電路的含義及其結構特點;能進行邏輯功能的描述;掌握組合邏輯電路的分析步驟;能根據給定的邏輯電路分析其邏輯功能（應用）;掌握組合邏輯電路的設計步驟;能根據實際的邏輯問題設計出實現該邏輯功能的最簡單的邏輯電路（應用）;編碼器的邏輯功能、電路框圖及其應用;譯碼器的邏輯功能、電路框圖及其應用;數據選擇器的邏輯功能、電路框圖及其應用;加法器的邏輯功能、電路框圖及其應用;數值比較器的邏輯功能、電路框圖及其應用;競爭—冒險的概念及其消除方法。

決定具有形成關系的直接低級目標 ?直接低級目標指的是為達到某一目標，首先要滿足學習這一目標所必需的前提條件才可以，故稱這個前提條件為直接低級目標。這一步驟的目的有兩個：一是從教師角度看，可以讓教師在教學過程中有根據地選擇先呈現哪部分知識、后呈現哪部分知識;二是從學生角度來看，學生只有掌握了這一知識點后，才能夠順利學習以該知識點為基礎的其他知識點。按照此方法就可以初步得出哪些知識點之間有關聯，是直接的還是間接的關聯。一般以表格的方式反映各知識點之間的關聯，如圖1所示。

列出目標矩陣 ?在列出具有形成關系的直接低級目標后，就可以得到目標矩陣。首先，將教學目標以及前面分析得到的各個低級目標作為橫軸和縱軸。這個目標矩陣的橫軸和縱軸都是前提知識和低級目標，通常按照制定教學目標時對其標注的序號來排列。其中位于橫軸上的目標統稱為高級目標，而位于縱軸上的目標則統稱為低級目標。其次，如果位于縱軸上的某一低級目標是位于橫軸上某一高級目標的直接低級目標時，就要對它們的交點位置做標注，通常標注為1。按照此方法，就可以得到完整的目標矩陣，如圖2所示。

按目標水平分類 ?此部分是為了確定知識點的層級關系。首先觀察目標矩陣的橫軸，找沒有標注1的列，再在縱軸上找到沒有標注1的序號，將這個序號所在行所有的1清零，并將沒有標注1的序號作為第一個層級。清零之后再看橫軸，除去剛剛已經看過的列，找到行清零后的列為空的序列號，作為第二個層級。以此類推，最終得出所有目標的不同層級排列，通常以表格的形式來表示，如圖3所示。

形成關系圖 ?最后一個步驟就是將形成的層級關系轉化為圖呈現出來：把各個目標之間，直接低級目標和其他高級目標之間用有向的箭頭連接起來，最終形成一個由低到高的目標層級圖，如圖4所示。

4 目標矩陣法分析結果

要想得到最終的教學活動序列，需要考慮以下因素：

1）按照低級目標先于高級目標的原則排列;

2）在多個同級別的教學目標中，先安排有較多直接低級目標的教學目標;

3）在多個同級別的教學目標中，先安排基礎性的教學目標;

4）在多個同級別的教學目標中，基礎性和直接低級目標數目一樣時，教師可以根據經驗決定排列的順序[5]。

通過前面的分析，再考慮以上幾點因素后，最終得到“組合邏輯電路”的教學活動序列：R→1→2→3→4→5→

6→7→8→9→10→11→12。

通過以上結果可以看出，總體分析的結果和課堂教學預設是基本一致的。因此，教師可以根據這個順序來組織教學，既符合教材知識編排順序，也符合學生的認知結構。

5 結語

通過目標矩陣法對教材進行分析，一方面可以讓教師明確教材的展開順序，從而設計出更有利于學生學習的教學活動，使得課堂教學效果更佳;另一方面可以通過這種分析方法，使得教師在進行教材分析時創(chuàng)新地發(fā)現其中更佳的教材內容編排順序，具有逐步培養(yǎng)其課程開發(fā)能力的作用。

參考文獻

[1]吳立寶，王光明，王富英.教材分析的幾個視角[J].教育理論與實踐，2016（23）：39-42.

[2]侯承宇.基于目標矩陣法的科學教材分析[D].上海：華東師范大學，2011.

[3]傅德榮，章慧敏.教育信息處理[M].北京：北京師范大學出版社，2001.

[4]閻石.數字電子技術基礎[M].5版.北京：高等教育出版社，2011.

[5]呂超，彭云.解釋結構模型（ISM）法在農業(yè)高校教材分析中的應用研究[J].安徽農業(yè)科學，2011，39（30）：19000-19001.