王雯姣 羅艷春 張馨月

（云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 云南昆明 650000)

教材是一種定性的系統(tǒng)，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系具有邏輯性。無(wú)論是編寫教案、實(shí)行教學(xué)計(jì)劃，還是達(dá)成預(yù)訂教學(xué)目標(biāo)，都與教材分析緊密相連。實(shí)際上，大部分教師的科學(xué)性教材分析能力薄弱，對(duì)教材結(jié)構(gòu)的把握不到位。教師理解教材的偏差會(huì)導(dǎo)致教材發(fā)揮不出原本作用，學(xué)生也難以理解教材的意圖。教材分析會(huì)直接影響教師的教學(xué)工作。因此，科學(xué)的教材分析很有現(xiàn)實(shí)意義[2]。科學(xué)把握教材結(jié)構(gòu)，通過(guò)量化分析來(lái)呈現(xiàn)教材的結(jié)構(gòu)、層次，以理解各元素間的邏輯順序，使教材的元素關(guān)系可視化，有利于教師準(zhǔn)確解讀教材。筆者使用ISM分析法，以人教版高中必修二“遺傳的分子基礎(chǔ)”為例，構(gòu)建教學(xué)層次。該板塊知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系較多，且多為重要考點(diǎn)。該法既有助于教師設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，又有利于學(xué)生更快地將知識(shí)納入認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)有效記憶，易于查找漏洞。

一、ISM分析法簡(jiǎn)介

ISM分析法（Interpretive Structural Modeling Method）全稱解釋結(jié)構(gòu)模型法，是以教師經(jīng)驗(yàn)、圖表化的展現(xiàn)形式為基礎(chǔ)，形成結(jié)構(gòu)化的教材體系的一種方法。1972年，美國(guó)的Warfield教授為分析復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問(wèn)題而提出該法[3]。它是結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)的一種，能使各元素關(guān)系繁雜、混亂的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為層次明了的結(jié)構(gòu)化模型。目前，教學(xué)領(lǐng)域正廣泛運(yùn)用ISM分析法進(jìn)行教材分析、目標(biāo)改進(jìn)等。該模型既能增強(qiáng)教材使用的科學(xué)性，又可為教師的創(chuàng)造性提供更大發(fā)揮空間。

二、ISM法分析教材的過(guò)程

基于ISM法分析高中生物教材可分為以下步驟：1.提出生物教材中的概念要素，分析、明確教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)；2.梳理各教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的直接關(guān)系，找出其中的等級(jí)關(guān)系并做出目標(biāo)矩陣；3.教育基礎(chǔ)目標(biāo)層次關(guān)系可由分析目標(biāo)矩陣得出；4.各要素間的層級(jí)關(guān)系由教師根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)及學(xué)生的邏輯順序進(jìn)行修正，最終形成多級(jí)階梯式教學(xué)結(jié)構(gòu)模型。

三、利用ISM法提取生物教材概念要素為基本目標(biāo)

教師利用ISM分析法對(duì)人教版高中生物“遺傳的分子基礎(chǔ)”這一板塊進(jìn)行分析，可以使教材內(nèi)容層次更清晰，也有利于突出教學(xué)重難點(diǎn)。

（一）提取教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)

教師必須結(jié)合《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對(duì)生物教材進(jìn)行分析，“遺傳的分子基礎(chǔ)”是學(xué)生學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí)的重難點(diǎn)，包含人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索歷程、DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制、基因表達(dá)三個(gè)部分，基本概念較多且相互聯(lián)系緊密[4]。學(xué)生需要理解知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和區(qū)別，并在簡(jiǎn)單情境中運(yùn)用、分析和判斷。筆者根據(jù)教學(xué)目標(biāo)仔細(xì)閱讀教材，對(duì)比課內(nèi)外輔導(dǎo)書，抽出“遺傳的分子基礎(chǔ)”中的22個(gè)知識(shí)點(diǎn)作為教學(xué)的基礎(chǔ)目標(biāo)，具體如表1所示（“I”表示遺傳的英文，I后的數(shù)字編號(hào)表示教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)在教材中出現(xiàn)的順序）。

表1 “遺傳的分子結(jié)構(gòu)”教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)

（二）列出目標(biāo)矩陣——基礎(chǔ)目標(biāo)的階級(jí)關(guān)系

如圖1，基礎(chǔ)目標(biāo)的階級(jí)關(guān)系是指學(xué)生要學(xué)習(xí)下一層級(jí)內(nèi)容的基礎(chǔ)是習(xí)得基礎(chǔ)目標(biāo)B。因此，A是B的可達(dá)目標(biāo)，B是A的必須基礎(chǔ)。

分析表2的基礎(chǔ)目標(biāo)關(guān)系圖，繼而獲得直接目標(biāo)矩陣，基本流程包括：1.設(shè)置“教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)”“各級(jí)基礎(chǔ)目標(biāo)的必要基礎(chǔ)目標(biāo)”分別為縱橫軸的標(biāo)題；2.兩個(gè)教學(xué)目標(biāo)有直接聯(lián)系，在相應(yīng)空格填“1”，沒(méi)有直接關(guān)系，則在對(duì)應(yīng)空格填“0”。綜上所述，直接目標(biāo)矩陣圖如表3。

圖1 基礎(chǔ)目標(biāo)關(guān)系圖

教師基于學(xué)生的心理、邏輯發(fā)展順序，分析22個(gè)教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的直接關(guān)系，獲取各元素間清晰的教學(xué)聯(lián)系，如表2所示。

表2 各教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的直接關(guān)系

表3 “遺傳的分子結(jié)構(gòu)”中基礎(chǔ)目標(biāo)直接目標(biāo)矩陣

（三）分析目標(biāo)矩陣的基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)層級(jí)關(guān)系

基于表3，抽取無(wú)直接關(guān)系的基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)I1、I3、I4、I7、I12、I16、I19。這些基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)作為要素關(guān)系圖的第一層級(jí)，同樣是“遺傳的分子基礎(chǔ)”教學(xué)的基礎(chǔ)。因此，第一層級(jí)各要素相應(yīng)橫行的“1”替換為“0”，獲得剩余目標(biāo)矩陣，如表4。

同理，基于上個(gè)步驟，I2、I5、I8、I13、I15、I20的6個(gè)基礎(chǔ)教育目標(biāo)被提出，是教學(xué)關(guān)系圖的第二層級(jí)，如此進(jìn)行推算，使相應(yīng)空格全部為“0”。教學(xué)目標(biāo)層級(jí)依次為I6、I9、I10、I17，是關(guān)系圖的第三層級(jí)。教學(xué)目標(biāo)第四層級(jí)包括I11、I14、I18、I21。第五層則是I21。因此，關(guān)系圖中的最高層是教學(xué)總目標(biāo)I22。層次分布如表5所示。

表4 “遺傳的分子結(jié)構(gòu)”中基礎(chǔ)目標(biāo)剩余目標(biāo)矩陣

表5 層級(jí)分布圖

（四）修正層級(jí)關(guān)系圖，構(gòu)建教學(xué)結(jié)構(gòu)模型

筆者分析表5，描繪“遺傳的分子基礎(chǔ)”的教學(xué)結(jié)構(gòu)序列圖，如圖2。6個(gè)層級(jí)的教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系讓人一目了然。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)目標(biāo)，首先，學(xué)生需要優(yōu)先掌握第一層教學(xué)目標(biāo)，為高層級(jí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)；其次，教師對(duì)同一層級(jí)的各教學(xué)目標(biāo)需要按基礎(chǔ)的必要性先后進(jìn)行教學(xué)[4]。

圖2 “遺傳的分子基礎(chǔ)”教材結(jié)構(gòu)圖

基于“遺傳的分子基礎(chǔ)”的教學(xué)解釋結(jié)構(gòu)模型，本專題的教學(xué)順序一目了然：對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)、格里菲斯體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、說(shuō)明基因和DNA關(guān)系的實(shí)例、三種RNA的介紹和堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系→肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)、DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA片段中的遺傳信息、為什么RNA適作DNA的信使、蛋白質(zhì)合成示意圖→DNA是主要遺傳物質(zhì)[5]、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)、DNA遺傳信息如何傳給mRNA→DNA分子復(fù)制的過(guò)程、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄、遺傳信息的翻譯→中心法則的提出和發(fā)展→基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。第一層次是學(xué)習(xí)上層內(nèi)容的基礎(chǔ)。教師應(yīng)當(dāng)把握好這些基礎(chǔ)內(nèi)容之間直接的聯(lián)系及其與第二層級(jí)內(nèi)容的聯(lián)系。比如，學(xué)生應(yīng)該明確了解遺傳學(xué)發(fā)展史上科學(xué)家對(duì)于遺傳物質(zhì)的推測(cè)，從中引出“肺炎雙球菌的體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生了解DNA雙螺旋模型構(gòu)建的發(fā)展史并嘗試總結(jié)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型特點(diǎn)之后，才可學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)。本專題第一層級(jí)有兩個(gè)內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容）較難理解，其他比較基礎(chǔ)，教師需自行把握時(shí)間。教師在講解“為什么RNA適于作DNA的信使”時(shí)，應(yīng)講解RNA的分子結(jié)構(gòu)，包括RNA五碳糖和堿基與DNA的區(qū)別。這部分是第三層級(jí)“DNA如何將遺傳信息傳給mRNA”的必要基礎(chǔ)。這部分概念相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生易于掌握。在第三層次里，“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”已經(jīng)在第二層次中得到了充分證實(shí)，也是“DNA分子復(fù)制過(guò)程”的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。在對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)和DNA半保留實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)這兩塊內(nèi)容的講解上，教師可通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，讓學(xué)生總結(jié)DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)，結(jié)合前人對(duì)于DNA分子復(fù)制的推測(cè)，作為第四層級(jí)DNA分子復(fù)制過(guò)程的基礎(chǔ)?！癉NA遺傳信息如何傳遞給mRNA”的知識(shí)講解需要教師結(jié)合動(dòng)態(tài)圖解，對(duì)mRNA形成的步驟、形成的位置作詳細(xì)解釋，由此可得出第四層級(jí)“遺傳信息的轉(zhuǎn)錄”這一重要概念。在第四層次中，“遺傳信息的翻譯”是基因表達(dá)的最后一步，學(xué)生需要將“DNA分子復(fù)制過(guò)程、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄”作為知識(shí)基礎(chǔ)，在習(xí)得概念前，可通過(guò)觀看蛋白質(zhì)合成圖解加深對(duì)概念的理解。第五層次是“中心法則的提出和發(fā)展”。學(xué)生需要以第四層次的知識(shí)為基礎(chǔ)才容易理解。第六層級(jí)的內(nèi)容是高度概括的，是對(duì)前面層級(jí)內(nèi)容的總結(jié)。教師在講解時(shí)可通過(guò)舉例，讓學(xué)生更好地把握這部分的內(nèi)容。

DNA分子的復(fù)制過(guò)程、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯是本專題的難點(diǎn)。這部分內(nèi)容是動(dòng)態(tài)且相互聯(lián)系的。教師使用教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的解釋結(jié)構(gòu)模型，能使教材系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，易于突出重難點(diǎn)。同樣，學(xué)生可將此種模型用于課后復(fù)習(xí)，構(gòu)建自身的知識(shí)體系，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。

四、對(duì)ISM教材分析法的總結(jié)

首先，在實(shí)際教學(xué)中，教師需根據(jù)學(xué)生的智力水平、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)及基礎(chǔ)，適當(dāng)調(diào)整基于ISM分析法所得教學(xué)基礎(chǔ)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)解釋模型圖，設(shè)計(jì)適合的教學(xué)順序。其次，教師應(yīng)深刻分析結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)解釋模型、同一層級(jí)各教學(xué)目標(biāo)。必要性更強(qiáng)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)被學(xué)生首先習(xí)得[4]。結(jié)構(gòu)解釋模型圖需要跟課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科核心素養(yǎng)相結(jié)合。最后，ISM分析法在教材分析中的良好應(yīng)用，便于學(xué)生使用知識(shí)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行記憶、查漏，也能使教師較好地把握整個(gè)教學(xué)進(jìn)度，有利于教學(xué)目標(biāo)的全面落實(shí)。