基于ISM分析法的高職院校電子技術基礎教材分析

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.15.052

摘" 要" 為了滿足高職教育對高級技術應用型人才的需求，解決電子技術教學中的實際問題，科學、客觀地分析教材顯得尤為重要。分析教材有利于教師更加清晰地理解教材中各知識要素之間的聯系，建立一個結構嚴謹的知識體系，并確保教學設計的正確性，提升教學效果。基于ISM分析法來分析《電子技術基礎（第四版）》教材中“時序邏輯電路”這一章節的內容，在經過對知識要素進行一系列的提取和整合后，系統地梳理出各層級之間的關系，最終構建教學結構序列，為教師教學設計和課堂教學提供參考，取得更好的教學效果。

關鍵詞" 電子技術基礎；ISM分析法；教材分析；時序邏輯電路

中圖分類號：G712" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）15-00-05

0" 引言

本文選用的是曾令琴和陳維克主編的《電子技術基礎（第四版）》，這本書是“十三五”職業教育國家規劃教材，可作為高等職業院校電子電工類專業或相近專業的教材，也可供有關專業的工程技術人員參考。電子技術基礎課程是電氣、電子相關專業的一門基礎必修課程，貫徹理論基礎與實際應用相結合的指導思想，注重培養學生的實踐技能。采取課內教學與課外實踐活動緊密結合的方法，培養學生自主學習、動手、團隊協作的能力。本課程與前修課程電工基礎、后續課程單片機原理及應用、短距離無線通信等課程相銜接，共同培養學生電子技術綜合應用分析能力。

本文以書中第7章“時序邏輯電路”為例，研

究如何利用ISM分析法（解釋結構模型方法）明確知識層次之間的關系。在用ISM分析法對“時序邏輯電路”這一章進行分析的過程中，教師首先要熟讀教材，充分理解本章教材中原有的知識結構，然后用ISM分析法對本章教學次序進行重構，使之以更容易讓學生理解的順序展示出來。

1" 概念界定

1.1" 教材分析

教師在教材分析到教法設計的整個過程中，必須考慮教學目標最優化和教學過程最優化的問題。只有從這兩點入手才能夠深刻理解教材分析的意義。同時，教師也能夠在教材分析的過程中體現教師教學的創造性。

教材分析包括靜態分析和動態分析。靜態分析是指教師要做好教材的內容、教學目標、教學重難點以及教學過程設計等方面的梳理，尤其要針對學生的學情，預見出教學重難點會出現的不同情況及其處理辦法。動態分析要求教師對教材，并能用智慧靈活處理生成問題。無論是動態分析還是靜態分析，最終都是為了使教材不脫離課堂教學，使學生能夠更加容易地去理解課本知識。

在進行教材分析時教師需要根據教育教學邏輯分析教材，從學生聽講的角度思考教學問題。教學設計思維要清晰，尤其是要明確教材中的重點和難點，對教學目標進行合理設計。其中包括對教學目標、內容、基礎課程標準和評價要素的分析，需要探究基于教學目標、內容、課程標準和評價要素四者之間的聯系，建立起新舊知識間的橋梁，為學生掌握知識的本質打下基礎。

1.2" ISM分析法

ISM（Interpretative Structural Modeling Method）分析法是美國John Warfield教授為了分析復雜的社會經濟結構問題而開發的一種分析方

法[1]。ISM分析法能夠把概念模型映射成有向圖 [2]。使用ISM分析法來分析整個系統，可以依次得到鄰接矩陣、剩余矩陣、要素層級表以及知識結構系統模型，在每一個步驟都能很清晰地展示系統中各個因素之間的聯系以及層級之間的關系。所以相較傳統用表格、文字、數學公式等方式來描述系統，ISM分析法更具優勢。

隨著教育工作者對教育技術研究的深入，他們開始探索將ISM分析法應用于教育領域，通過不斷研究發現，ISM分析法也可以作為分析教材的一種手段。運用ISM分析法分析教材的優點在于，能夠有機融合主觀經驗與客觀方法[3]，教師從教材中提取知識要素為主觀經驗，利用鄰接矩陣和剩余矩陣繪制知識要素層級有向圖為客觀方法，兩者相結合，使得教材分析不再拘泥于傳統的人工分析、研究的模式，加之數學化的算法分析，也使得教材分析的最終結果更具客觀性和科學性。并且，ISM分析法在教學中可以將教學者對教學的個人理解考慮進來，有利于教師更好地把握課程標準，實施精準教學[4]。圖1為ISM分析法的基本操作流程。

2" 基于ISM分析法的“時序邏輯電路”分析

2.1" 分析教學內容，抽取知識要素

教材要素分析是對教材基本要素和特點進行解釋說明，需要教師以學生在課堂上獲取知識多少的程度去分析教材的要素。在抽取知識要素的過程中不可避免地會帶入一些教師的主觀因素，所以需要教師充分理解要素特點，并且仔細對比教學大綱，以此來確保最終研究結果的科學性。筆者經過仔細研讀課程標準，并且反復推敲與整理后進一步優化知識要素，最終確定從《電子技術基礎（第四版）》的第7章“時序邏輯電路”中抽取12個知識要素，用S1～S12進行編碼，見表１。

2.2" 明確知識要素關聯性，構建鄰接矩陣

完成知識要素的抽取之后，根據教學目標分析12個知識要素之間的關聯性。定義先行要素對可達要素產生了直接影響，即沒有先行要素SX就無法推斷出可達要素SY。基于先行要素與可達要素之間的關系制定知識要素直接關系表，見表２。

根據知識要素編碼表可以確定鄰接矩陣為長度和寬度為13×13的表格（有一格為空格）。矩陣橫軸各項代表可達要素，縱軸各項代表先行要素，如果先行要素對可達要素有直接影響，就用“1”來標注，無直接影響則不標注。根據知識要素直接關系表得到鄰接矩陣（圖２）。

2.3" 得到剩余矩陣，形成要素層級關系表

仔細觀察圖2，可以看到知識要素S1和知識要素S2沒有先行要素，則S1、S2為本章內容編排的第一層知識要素。刪除S1和S2的可達要素，就可以得到剩余目標矩陣（圖３）。分析接下來的剩余目標矩陣，發現除S1列和S2列以外S3列也變為空，即S3此時也無先行要素，這說明S3是除了S1和S2之外最低的知識要素。

根據以上規律將鄰接矩陣中標“1”的項依次置為空，最終得到整個章節的要素層級關系表，見表３。

ISM分析法具有可視化、序列化、結構化等優點，本文將最終得到的要素層級關系表以模型圖的方式呈現出來，使得本章節的內容層次更具邏輯性。這一過程是先把知識要素按照層級順序排列好，然后把低級層次知識要素和高級層次知識要素之間用有向的箭頭連接起來，總結其知識結構，形成知識點的系統結構模型[5]（圖４）。

2.4" 構建教學結構序列

為了更加清晰直觀地觀察知識要素之間的先后順序，最終根據形成的知識系統結構模型圖構建出知識序列（圖５）。按照知識要素低層到高層的順序從左到右進行排列；如果在同一層級內存在多個知識目標，則依據知識要素的前后順序或者依據不同層級間知識要素的關聯性進行排序。教學序列的構建對教師在實際教學過程厘清知識要素之間的聯系具有重要的意義[6]。

3" ISM分析法在高職電子技術基礎教學中的

應用

以上述“時序邏輯電路為例”內容為例，這一節以時序邏輯電路的分析和設計為總教學目標，仔細分析本章的4個小節，從中提取出12個知識要素來進行邏輯劃分，最終直觀地展現出這12個知識要素之間的聯系，由此能夠清楚認識最高層次和最低層次之間的遞進關系以及難易程度。通過對教學資料當中的復雜知識點聯系進行相關的分析與整理，就能夠形成利于理解的、可視化的教學資料知識結構模型[7]。而根據ISM分析法得出的教學序列，使得教師在整個教學過程中明確當前教學進度的主要教學目標，選擇更合適的教學策略，進而提高教學質量[8]。這也是ISM分析法的意義與魅力所在。

3.1" 教學目標細化

從根本上來說，我國現有課程標準屬于內容標準，主要按照學科體系的邏輯來進行編排[9]。根據課程標準的要求來細化《電子技術基礎（第四版）》中第7章“時序邏輯電路”的教學目標（表4）。

ISM分析法的目的是梳理各個小節之間的邏輯關系，根據教學目標要求和抽取的知識要素來幫助教師串聯本章節的教學內容。

此時不單單是關注1個小結的內容，而是把這4個小節聯系起來放在整個章節中去分析。那么在教師的課堂教學中將不是按照課本原有的順序去照本宣科，而是根據ISM分析法構建的教學結構序列的順序進行課堂授課。

3.2" 開展教學計劃

根據ISM分析法構建的教學結構序列以及穿插在整個課程中所需要完成的任務目標，對第4節“555定時電路”進行課堂教學。由ISM分析法提取的知識要素可知第4節的知識要素為S12“555定時電路的結構組成和功能特性”，而S12是由先行要素S11“移位寄存器的邏輯功能及應用”延伸而來，所以在課堂教學中以“移位寄存器的邏輯功能及應用”作為課堂導入能夠使學生更容易理解，同時復習回顧了上一小節的知識。

下面以任務驅動和問題導向的方式對“555定時電路”這一節進行教學設計，見表5、表6。

4" 結束語

綜上可知，通過ISM分析法分析高職院校的教材，可以讓高職院校的教師在正式授課前，能夠更加深刻地把握課程目標和教材知識結構體系[10]。只有在此基礎上厘清教學目標間的相互關系和教學的先后順序，才能滿足科學授課的要求。

運用ISM分析法對電子技術基礎教材進行分析，不僅是為了厘清知識要素間的層級關系，更是為了幫助高職院校電子電工類教師在實際教學過程中對教材進行合理的二次開發。同時，可以進一步運用ISM分析法優化各知識點間的邏輯關系與層級關系，這樣有利于學生形成一個更加清晰詳細的框架，可以幫助教師修正和完善教學設計，從而取得更好的教學效果。

5" 參考文獻

[1] 史津鴻，程永山，劉艷陽，等.ISM法在高中信息技術教學設計中的應用[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2023，43（1）：113-118.

[2] 張艷新，劉宇鵬，張英健，等.河北地區居民乳制品消費意愿影響因素分析：基于ISM模型[J].河北農業大學學報（社會科學版），2020，22（5）：47-52.

[3] 王耀，譚熙，陳道華，等.基于ISM法的高中地理新教材結構比較：以四個版本新教材“宇宙中的地球”為例[J].地理教育，2023（增刊1）：152-156.

[4] 秦超.初中地理教材知識要素的ISM分析[J].課程教學研究，2020（2）：16-20，36.

[5] 潘超，吳立寶.教材分析的四條基本邏輯線：以人教版“單調性與最大（小）值”為例[J].中小學教師培訓，2019（3）：51-56.

[6] 楊月巧，王若彤，李海君，等.基于中美10所高校的應急管理核心知識體系的解釋結構模型研究[J].災害學，2022，37（1）：134-140，146.

[7] 孫青靄.基于ISM法分析教材結構探析[J].計算機光盤軟件與應用，2014，17（8）：185-187.

[8] 胡定榮.教材分析：要素、關系和組織原理[J].課程·教材·教法，2013，33（2）：17-22.

[9] 孫智明，劉正華.基于學生發展核心素養的學業質量評價標準編制與應用：以《2018長沙市初中學業質量評價標準》為例[J].當代教育論壇，2018（4）：26-32.

[10] 朱建柳.高職院校專業教師職業能力模型建構及其應用[D].上海：華東師范大學，2016.