利用ISM方法進(jìn)行教材分析有利于教師和學(xué)生抓好知識(shí)間的相互滲透及教材本身知識(shí)結(jié)構(gòu)的前后聯(lián)系,可以使教師更加深入細(xì)致地認(rèn)識(shí)教材,是全面落實(shí)化學(xué)教學(xué)目標(biāo)的重要保障,也是使教師更好地組織科學(xué)有效的教學(xué)活動(dòng),學(xué)生更好地理解掌握系統(tǒng)化知識(shí)的重要工具。

　　教材分析既是教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)端,也是教學(xué)活動(dòng)很重要的一個(gè)方面。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》強(qiáng)調(diào),教師分析教材進(jìn)行備課時(shí),應(yīng)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,處理好不同課程模塊之間的關(guān)系,把化學(xué)學(xué)科中最重要的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本觀點(diǎn)和方法有機(jī)地融合起來(lái)[1]。這就要求教師在備課和教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)對(duì)教材的分析,不僅要挖掘出書(shū)本上的隱性知識(shí)以及知識(shí)的隱性價(jià)值,還要能充分地掌握教材中局部和整體知識(shí)之間的聯(lián)系,做到層次分明、心中有數(shù),從而能設(shè)計(jì)出合理的教學(xué)程序,選擇適合的教學(xué)方法。因此如何以科學(xué)的方法進(jìn)行教材分析和研究顯得尤為重要。

　　在當(dāng)前的教材分析方法中存在著兩種傾向。一種是教師完全根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)教材進(jìn)行解讀和分析。教師經(jīng)驗(yàn)上的主觀性對(duì)教材的分析有利有弊。一方面這種主觀性便于教師創(chuàng)造性的發(fā)揮,同時(shí)有利于不同層次學(xué)生的差異化教學(xué);另一方面,對(duì)主觀經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)也會(huì)使教材分析的結(jié)果存在局限性。另外一種傾向是,教師完全按照教材內(nèi)容的框架體系照本宣科地、機(jī)械地分析教材。這類(lèi)教材分析法往往會(huì)忽略隱沒(méi)于教材中的橫向結(jié)構(gòu)中的基本知識(shí)要素及其相互間的關(guān)系結(jié)構(gòu),從而無(wú)法構(gòu)建各概念知識(shí)點(diǎn)之間的層級(jí)結(jié)構(gòu),進(jìn)而使教學(xué)設(shè)計(jì)零亂無(wú)序[2]。

　　基于結(jié)構(gòu)解釋模型(Interpretive Structure Modeling,以下簡(jiǎn)稱(chēng)為ISM)教材分析方法則克服了以上缺陷,它建立了教材中要素間的層級(jí)有向圖,避免了教材分析中過(guò)度主觀化導(dǎo)致知識(shí)網(wǎng)絡(luò)散亂不易梳理的問(wèn)題,能較客觀地反映基本要素間的關(guān)系,有助于教師在教學(xué)前構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系,也能幫助學(xué)生通過(guò)教師講解順利同化新知識(shí),進(jìn)行有效學(xué)習(xí)與記憶。

　　本文通過(guò)實(shí)例來(lái)介紹基于ISM教材分析法在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,旨在為廣大教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)提供參考。

　　一、ISM教材分析法的內(nèi)涵及步驟

　　1.ISM教材分析方法的內(nèi)涵

　　結(jié)構(gòu)解釋模型(ISM)是1973年由美國(guó)John Warfield教授作為分析復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的一種方法而開(kāi)發(fā)的。其基本思想是通過(guò)各種創(chuàng)造性技術(shù),提取問(wèn)題的構(gòu)成要素,并對(duì)要素及相互關(guān)系等信息進(jìn)行處理,最后用文字加以解釋說(shuō)明,明確問(wèn)題的層次和整體結(jié)構(gòu),提高對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和理解程度。其特點(diǎn)是將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個(gè)系統(tǒng)要素,利用人們思維實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)以及計(jì)算機(jī)的幫助,最終建立一個(gè)多級(jí)階梯的結(jié)構(gòu)模型[3]。

　　ISM屬于概念模型,可以用簡(jiǎn)單明了的概念結(jié)構(gòu)圖形象地表示系統(tǒng)中各要素之間的關(guān)系,從而有效地實(shí)現(xiàn)教材的結(jié)構(gòu)化和序列化。它要求教師對(duì)教材內(nèi)容的理解達(dá)到融會(huì)貫通的水平,既精通教材的內(nèi)容體系和編排意圖,又能以一種批判的眼光來(lái)看待教材,正確認(rèn)識(shí)到教材中的問(wèn)題和不足,并結(jié)合學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)有意識(shí)地對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、刪減,來(lái)彌補(bǔ)這種不足,從而能夠輕松、流暢地完成整個(gè)教學(xué),并在課后對(duì)教材的反思性分析中表現(xiàn)出高度的理論性。

　　2.ISM教材分析方法的運(yùn)用步驟

　　根據(jù)John Warfield教授的ISM分析方法,我們就教材分析提出了ISM分析方法之“三段式”的教材分析模型。所謂“三段式”分別是指:(1)分析學(xué)科教材,抽取知識(shí)要素;(2)確立目標(biāo)關(guān)系,理清教學(xué)思路;(3)繪制結(jié)構(gòu)模型,確定教學(xué)過(guò)程。該模型運(yùn)用的步驟及內(nèi)容見(jiàn)下頁(yè)表1。

　　在此需要強(qiáng)調(diào)的是,ISM分析法之“三段式”的教材分析模型在使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容、學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等來(lái)討論模型中的要素是否需要變更和增減,要素間的形成關(guān)系是否需要進(jìn)行修正,若需要修正,則應(yīng)重返階段1,直到所得的結(jié)構(gòu)模型基本符合實(shí)際情況為止。在使用該模型中,教師要盡量避免機(jī)械地套用模型,否則不但不利于實(shí)現(xiàn)有效教學(xué),反而故步自封,對(duì)教師開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用。

　　二、ISM教材分析法的應(yīng)用研究

　　前面我們提到了ISM教材分析法的精髓在于通過(guò)構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型,將系統(tǒng)中各要素之間的復(fù)雜、零亂的關(guān)系整理成清晰的、多級(jí)遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式。因此,教師在分析教材時(shí)若能掌握這種方法,便可抓住ISM模型的精髓,起到事半功倍的效果。本文以人教版《化學(xué)1》中的“化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”為例[4],闡述ISM教材分析法的應(yīng)用。

　　1.分析學(xué)科教材,抽取知識(shí)要素

　　在分析教材之前,教師應(yīng)首先根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的要求,即“認(rèn)識(shí)化學(xué)計(jì)量的基本單位——摩爾,能運(yùn)用于相關(guān)的簡(jiǎn)單計(jì)算,體會(huì)定量研究的方法對(duì)研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用”,以及“學(xué)會(huì)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”[5],仔細(xì)研讀教材,并抽出該單元的8個(gè)重要概念作為知識(shí)要素(見(jiàn)圖1)。

　　2.確定要素關(guān)系,理清教學(xué)思路

　　ISM教材分析法認(rèn)為,如果教師讓學(xué)生在對(duì)要素A進(jìn)行學(xué)習(xí)之前必須先掌握要素B,則稱(chēng)要素A為可達(dá)要素,要素B為先行要素。教師在確定各要素關(guān)系的時(shí)候,不僅應(yīng)該根據(jù)教材內(nèi)容的安排來(lái)決定教學(xué)思路,還應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)習(xí)者的實(shí)際情況以及知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。

　　在本例中,根據(jù)學(xué)生之前的知識(shí)儲(chǔ)備,4.粒子總數(shù)、6.體積和7.質(zhì)量是學(xué)生在初中階段均已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)。再由教師的分析判斷和經(jīng)驗(yàn),可以決定各要素間的形成關(guān)系(見(jiàn)下頁(yè)圖2)。

　　圖2向我們展示了該單元所要學(xué)習(xí)的幾個(gè)重要概念以及相關(guān)概念之間的聯(lián)系,這種關(guān)系圖示是教師在一般備課或者分析教材中經(jīng)常采用的。該圖示的優(yōu)勢(shì)在于它是根據(jù)教材內(nèi)容的進(jìn)度來(lái)描述相應(yīng)的要素關(guān)系,具有緊扣教材,覆蓋全面、能夠提供給教師最基本的教學(xué)思路等特點(diǎn)。但是它沒(méi)有考慮到學(xué)習(xí)內(nèi)容體系的系統(tǒng)性以及學(xué)生掌握知識(shí)的便捷性,整個(gè)圖示給人的感覺(jué)是“眉毛胡子一把抓”,沒(méi)有層次感,知識(shí)內(nèi)容非常零亂,尤其是在向來(lái)以知識(shí)點(diǎn)“雜”、“多”且“分散”的化學(xué)學(xué)科中,這種圖示不但不能為教師深層次地分析教材提供保障,反而會(huì)使教師陷入一種教學(xué)思維“短路”或是面對(duì)龐雜的知識(shí)點(diǎn)不知從何教起的困境。

　　3.繪制結(jié)構(gòu)模型,確定教學(xué)過(guò)程

　　根據(jù)要素目標(biāo)的層次水平,將同一水平的元素排在同一層上,較低一層的要素是較高一層元素的先行要素。根據(jù)各要素關(guān)系示意圖,我們可以算出每個(gè)要素的可達(dá)要素集合和先行要素集合(其中i表示要素的代號(hào))。

　　在本例中包含了8個(gè)元素,例如,要素2,它既具有先行要素1、7,又具有可達(dá)要素8。因此就有了。

　　(1)對(duì)于=(空集合)要素i,表示該元素沒(méi)有先行要素,它屬于最低階層。在本例中,由圖2我們可以看出,要素4、5、6、7沒(méi)有先行元素,它的先行要素的集合為空集,因而要素4、5、6、7為最低級(jí)別,將要素4、5、6、7從圖中取出,得到層級(jí)1。

　　(2)在層級(jí)1余下的要素之中找出具有=的i,此時(shí)i=1,它表示要素1為該圖的最低層級(jí)。將要素1從余下要素中取出,得出層級(jí)2。

　　(3)在層級(jí)2余下的要素之中找出具有=的i,此時(shí)i=2,3,它表示要素2、3為該圖的最低層級(jí)。將要素2、3從余下要素中取出,得出層級(jí)3。

　　分析到此,就只剩下要素8了,那么它們便處于層級(jí)分布的最高層。層級(jí)分布見(jiàn)表2。各要素層級(jí)分布見(jiàn)圖3。

　　由圖3可以看出,該單元所涉及的知識(shí)點(diǎn)的層級(jí)有4層。4,5,6,7為前提知識(shí),位于整個(gè)層級(jí)的最底層;然后是1位于第二層;2,3位于第三層;總目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)8位于第四層。箭頭末端要素為箭頭指向要素的可達(dá)要素。

　　此外,要強(qiáng)調(diào)的是,在確定教學(xué)過(guò)程的時(shí)候需要在教學(xué)要素層次分析的基礎(chǔ)上考慮如下幾個(gè)因素:按低級(jí)要素先于高級(jí)要素的原則排列;在多個(gè)同一級(jí)別的教學(xué)要素中,先安排有較多先行元素的教學(xué)要素;在多個(gè)同一級(jí)別的教學(xué)要素中,先安排基礎(chǔ)性的教學(xué)要素;在多個(gè)同一級(jí)別的教學(xué)要素中,對(duì)于基礎(chǔ)性的教學(xué)要素和先行要素?cái)?shù)目均相同的場(chǎng)合,可根據(jù)教師經(jīng)驗(yàn)決定排列的順序。在繪制了結(jié)構(gòu)模型之后,本章節(jié)的教學(xué)過(guò)程就清晰了,即:質(zhì)量、體積、粒子總數(shù)和阿伏伽德羅常數(shù)→物質(zhì)的量→摩爾質(zhì)量、摩爾體積→物質(zhì)的量濃度。此時(shí)教師再進(jìn)行授課則不但能充分發(fā)揮教材的功能,而且能將知識(shí)傳授系統(tǒng)化,授課思維清晰化,彰顯出內(nèi)容重點(diǎn)。若將此運(yùn)用于教學(xué)過(guò)程中的板書(shū),則更加利于學(xué)生知識(shí)的領(lǐng)悟以及加強(qiáng)對(duì)相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系,從而形成知識(shí)網(wǎng)。

　　三、ISM教材分析法的教學(xué)建議

　　利用ISM分析法進(jìn)行教材分析不但能夠使知識(shí)要素變得清晰明了,更能促使化學(xué)教材利用效率的大大提高。在此,筆者僅提出幾點(diǎn)建議供教師參考。首先要合理定位要素層級(jí)。用ISM法分析教材得出的教學(xué)活動(dòng)序列與教材的內(nèi)容序列應(yīng)基本相符,但在實(shí)際教學(xué)中教師可以結(jié)合其他因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,如學(xué)生的知識(shí)水平,智力因素等,以求達(dá)到最佳的教學(xué)效果。其次要深入研討層級(jí)圖示。對(duì)于所得到的各要素層級(jí)圖應(yīng)進(jìn)行深入研討,強(qiáng)調(diào)從層級(jí)圖示中理解章節(jié)知識(shí)及其之間的關(guān)系,更加深刻地把握課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教材的相關(guān)要求,從而更加科學(xué)有效地促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展,最終達(dá)到教師授課時(shí)教學(xué)思路清晰,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)知識(shí)速成體系的良好效果。此外,無(wú)論用什么方法對(duì)教材進(jìn)行分析,都必須把《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》作為最重要的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)橹挥羞@樣才有利于全面落實(shí)化學(xué)教學(xué)目標(biāo),準(zhǔn)確把握化學(xué)教材體系結(jié)構(gòu)以及順利實(shí)施有效教學(xué)。