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解释结构模型（ISM）在教学计划制定中的应用

戴敏利1,2，陆峰1,2，李敏1
1、华中师范大学教育信息技术工程研究中心,
2、华中师范大学信息技术系，湖北武汉430079
摘要：随着高等教育事业的发展和社会对人才需求的不断变化，专业设置在不断的更新和完善，各专业的课程设
置也随之不断调整，由此给课程计划的制定带来很大的困难。本文着重讨论了在高校教学计划制定的过程中，有效
运用解释结构模型（ISM），分析各专业课程之间的逻辑关系，构建课程计划图以对课程体系结构进行统一规划调整。
这种方法在教学计划制定中取得了良好的效果。
关键词：解释结构模型，课程管理，教学计划

1应用的背景

高等教育事业是衡量一个国家教育程度状况的关键指标。几个世纪以来，高等教育已经充分证明了它的活力和
改变社会、促进社会变革与进步的能力。随着高等教育事业的不断发展，专业设置也在不断的更新和完善。为了更
好的使高校的专业设置和人才培养同社会需要相适应，高校需要进行调查研究和人才需求预测，并对相关的专业设
置和教学计划进行调整。与此同时，教学计划的制定等教学管理实施中的问题也就随之出现。在教学计划的修订过
程中，会涉及到数十个甚至上百个专业，而每个专业又会涉及到60～150门左右的课程，对如此庞大数量的课程进
行统筹安排，工作量之大可想而知。
一般的教学计划都是在人才培养方案中以课程计划表的形式来体现课程设置。然而表格内容多数不能够直观的
反映出整个专业的课程体系结构，且课程的先后顺序、课程间的相互衔接及配合是否合理等问题也难以体现出来。
此外，表格中数据如果出现错漏，检查起来也将十分困难。
为了确定专业的课程体系结构是否合理，课程设置和课程内容的是否具有系统性和科学性，是否有利于学生形
成合理的知识结构，能否充分体现培养目标、学科性质和专业特点，我们需要一种方法来直观的展示课程之间的关
系。如果能以图的形式把课程的设置层次及衔接问题表现出来，复杂的情况得到很好的改善。同时课程设置的模块
区域也能在图中直观的反映出来。
笔者在教学计划制定过程中，摸索出一套符合本校专业及课程设置操作的具体方法，即根据专业的课程计划图
来进行分析判断，从而使课程体系结构得以清晰的展现，同时数据错漏现象的产生概率也大大降低。
2问题解决思路
2.1现实问题的处理
对于学校不同专业教学计划的制定而言，一般首先要根据其各自的特点，结合学校各类课程的统一安排，给出
一个初步的课程设置计划，包括必修课和相关的选修课，以及相关课程之间开设的先后关系，然后对课程的具体学
分、学时和开课时间进行编排。最后经学校相关部门初审和综合平衡，讨论并批准后开始执行。
对于课程设置这样一个多样化、层次化的多元素的复杂网状图，常规的层层分解的办法已经不能有效的解决问
题。而解释结构模型法恰恰就是用来描绘这样的复杂网状结构的优秀方法，它能利用各要素（课程）间复杂、已知
的关系，揭示出系统的内部结构。
2.2解释结构模型法原理[1]
解释结构模型（interpretativestructuralmodeling,ISM）法是美国J.华费尔忒在1973年为分析复杂的社
会经济系统问题而开发的一种方法,它将复杂的系统分解为若干子系统(或要素),利用矩阵计算方法以及计算机
的帮助,最终将系统转换成一个多级递阶的结构模型。该模型实际上是用节点和有向连接边构成的有向连接图来描
述的一个系统结构,它不仅可以分析系统的要素选择是否合理,还可以分析系统要素及其相互关系对系统总体的
影响等问题。具体的工作方法如下：
1．建立邻接矩阵A
首先分析了解当前系统由哪些要素构成（具体到本课题中即专业中的课程名称），并将需要分析的要素编号，

如为Si（i=1,2,……n）。然后将各个要素之间的关系描述出来，邻接矩阵A中的元素aij表示要素SiSj的“从至关系”，

也可以是Si与Sj之间的先后逻辑关系。aij＝1，表示Si与Sj之间存在从Si到Sj的关系，aij＝0，表示Si与Sj之间不存在直

接从Si到Sj的关系。这样就可以把课程间存在的关系描述清楚。
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2．建立可达矩阵M
I为与A同阶的单位矩阵。根据第一步得到的A，进行以下的布尔运算可以求得可达矩阵M：
(A+I)k-1≠(A+I)k=(A+I)k+1=M
可达矩阵描述的是从一个要素到另外一个要素间是否存在连接的路径（无论长度有多长）。
3．各个要素的级别建立

为了从可达矩阵作出层级有向图，定义两个集合R(Si)、A(Si)。R(Si)：从Si出发，可能到达的全部要素集合，

称之为可达集合。A(Si):所有可能达到Si的要素集合，称之为先行集合。以R(Si)、A(Si