解释结构模型(Interpretation Structural Model,ISM)是美国J.华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统结构问题的一种方法而开发的。其特点是将复杂的系统分解为若干子系统要素,造成一个多级递阶的结构模型,从而将模糊不清的思想转化为直观的、具有良好结构关系的模型,进而观察这些关键要素之间的结构关系,并找到关键成功要素。
解释结构模型是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法,是结构模型化技术的一种。它将复杂的系统分解为若干子系统要素,利用人们的实践经验和知识以及计算机的帮助,最终构成一个多级递阶的结构模型。此模型以定性分析为主,属于结构模型,它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好结构关系的模型。特别适用于变量众多、关系复杂而结构不清晰的系统分析,也可用于方案的排序等。它的应用面十分广泛,从能源问题等国际性问题到地区经济开发、企事业甚至个人范围的问题等。它在揭示系统结构,尤其是分析教学资源内容结构和进行学习资源设计与开发研究、教学过程模式的探索等方面具有十分重要的作用,它也是教育技术学研究中的一种专门研究方法。
解释结构模型方法的应用程序分为以下七步:(1)建立ISM小组,一般由方法技术专家、协调人、参与者三方面人员组成;(2)设定关键问题;(3)选择构成系统的影响关键问题的导致因素;(4)列举各导致因素的相关性;(5)根据各要素的相关性,建立邻接矩阵和可达矩阵;(6)对可达矩阵进行分解,建立结构模型;(7)根据结构模型建立解释结构模型。
解释结构模型的计算原理是:通过对表示有向图的相邻矩阵的逻辑运算,得到可达性矩阵,然后分解可达性矩阵,最终使复杂系统分解成层次清晰的多级递阶形式。(www.daowen.com)
解释结构模型用顶点Vi和Vj表示系统的元素(i=1,2,3,…;j=1,2,3,…),带箭头的边(Vi,Vj)表示两元素之间的关系,即可构成有向图,用来表示有向图中各元素间连接状态的矩阵称作相邻矩阵A。当从Vi到Vj有带箭头的边连接时,矩阵元素aij取值为1;无连接时取值为零。可达性矩阵M是用矩阵形式反映有向图各顶点之间通过一定路径可以到达的程度,它通过以下计算求得:将相邻矩阵A加上单位矩阵I(矩阵中除主对角线上元素为1外,其余元素皆为零的矩阵),然后用布尔代数规则(0+0=0,0+1=1,1+1=1;0×0=0,0×1=0,1×1=1)进行乘方运算,直到两个相邻幂次方的矩阵相等为止。相等的矩阵中幂次最低的矩阵即为可达性矩阵。通过对可达性矩阵的分解(有区域分解和级间分解),即可建立系统的多级递阶结构模型。
解释结构模型能够非常直观、清楚地反映系统元素之间的结构关系,该模型方法使用方便,不需要高深的数学理论,易为系统分析人员所掌握。
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