1解释结构模型ISM及其应用

SPSS解释结构模型（ISM）——研究系统结构关系情况解释结构模型（ISM）是一种系统分析方法，用于得到要素之间的复杂相互关系和层次。

其思想是先通过调查或者技术手段找出问题的组成要素或影响因素，然后通过矩阵模型分析各要素之间的联系，得到一个多级递阶结构模型。

比如现在我们要分析旅游社的萧条原因，发现可能跟如下要素有关：疫情影响、价格过高、旅游套餐不合理、导游质量不行、景区质量下滑、气候问题。

使用解释结构模型对其进行分析。

1. 矩阵中有哪些要素由研究问题的目标抽象确定，一般希望要素较为精炼，没有冗余重复的要素。

2. 判断要素之间的两两因果关系，如要素1对要素2是否存在影响、要素2对要素1是否存在影响，存在影响则赋值为1。

要素自身的因果关系则无需判断，故对角线的值固定为0。

其中，因果关系的判断可以根据ISM小组讨论结果、或者采用德尔菲方法确定。

邻接矩阵是表示顶点之间相邻关系的矩阵（是有向图的矩阵描述），从行的方向看，如果值为1，则代表行名的元素对列名的元素有影响。

（如图中，第一行第三/五列的值为1，则代表疫情影响对旅游套餐不合理和景区质量下滑有影响。

）分析步骤1.由研究问题的目标抽象确定模型中的要素和要素之间的关系，最终得到邻接矩阵。

要素之间的关系可以通过实际调研，组建ISM小组进行讨论、或者采用德尔菲法等方法进行确定。

2.计算邻接相乘矩阵，再通过不断自乘直至矩阵不再发生变化，得到可达矩阵。

3.通过可达矩阵进行模型的层级分解，最终得到模型的层级情况。

一般认为顶层为系统的最终目标，而下面各层分别为上一层的原因。

4.层次划分完毕后，再通过绘制有向连接图，更直观的表示模型的层次结构。

软件操作Step1：选择解释结构模型（ISM）；Step2：增加要素或者减少要素；Step3：输入邻接矩阵的值(注：邻接矩阵的值只能为0/1)；Step4：点击【开始分析】进入分析；输出结果分析输出结果1：邻接矩阵上表展示了模型的邻接矩阵，邻接矩阵即为初始输入矩阵。

ISM模型ISM模型，即 Interpretive Structural Modeling，是一种系统性的分析方法，旨在揭示事物之间的相互作用关系和结构。

该模型可以帮助理解和解释事物之间的因果关系，为决策提供可靠的依据。

ISM模型的应用领域广泛，涵盖了管理、工程、经济、社会科学等多个领域。

下面将对ISM模型的原理和应用进行详细介绍。

ISM模型的原理ISM模型主要基于图论、系统论和结构方程等理论，通过对事物之间的相互影响和作用关系进行分析，抽象出事物的结构性关系。

ISM模型的核心思想是将事物分解成不同的元素，并通过建立元素之间的关系来描绘事物的整体结构。

ISM模型的建模过程包括以下几个步骤：1.确定元素：首先确定要分析的事物和元素，将事物分解成可操作的元素。

2.建立关系：确定元素之间的关系，包括因果关系、影响关系等。

3.构建矩阵：将元素之间的关系表示为矩阵，以便进行进一步分析和计算。

4.运用模型：利用计算工具和方法对矩阵进行分析，得出事物的结构性信息和结论。

ISM模型的应用ISM模型在各个领域都有广泛的应用，例如在管理领域，可以利用ISM模型分析组织结构、决策过程、产品设计等方面；在工程领域，可以应用ISM模型进行系统设计、风险评估等工作；在经济学领域，ISM模型可以用于市场分析、竞争战略制定等方面。

ISM模型的应用优势主要体现在以下几个方面：•系统性：ISM模型可以帮助分析事物的整体结构和相互作用关系，提供多维度的分析视角。

•可视化：通过建立元素之间的关系图，可以直观地展示事物的结构和关系。

•决策支持：ISM模型可以为决策提供科学依据，帮助制定有效的决策方案。

结语ISM模型作为一种解决复杂问题的工具，具有较强的实用性和普适性。

通过对事物结构的深入分析，可以揭示事物之间的关系和作用机制，为问题解决和决策提供有力支持。

希望本文对ISM模型的原理和应用有所帮助。

以上是对ISM模型的介绍，通过分析事物之间的相互关系，ISM模型可以为决策过程和问题解决提供有力的支持。

解释结构模型ISM及其应用探讨作者：张贺来源：《市场周刊·市场版》2018年第02期摘要：解释结构模型ISM应用范围非常广泛，本文主要是该模型在教学研究方面的应用，这些应用也涉及到教学研究的各个方面，从一个教学计划的制定，到具体的教学课程的安排和教材的选择，直到最后教学结果的分析。

通过运用这种方法使得复杂的教学管理工作变得层次分明、条理清楚，为教学科研的管理提供了科学的方法和依据，同时也简化和方便了教学管理。

关键词：解释结构模型ISM；教学管理；科学一、解释结构模型ISM在教学系统制定方面的应用在《解释结构模型法ISM在内蒙古省高校体育教育专业课程设置中的应用》中使用解释结构模型法通过计算得到了内蒙古地区“体育教育复合型人才”的素质、能力、知识多层递阶结构模型。

许多学者还对现有的教学系统做了深入的思考。

王燕（2008）在《利用ISM法分析以教为主的教学系统设计的要素》中用ISM来分析了以教为主教学系统设计的要素，找出了要素间的关系，对教师进行以教为主的教学设计有一定的帮助。

而郑冬红等（2011）在《基于ISM 模型的以学生为中心的教学结构要素分析》和李志军（2015）在《利用ISM法分析项目教学法设计的要素》中利用ISM结构解释模型法来分析教学结构各要素之间的层次关联，论证以学生为中心的教学结构的一般模型，为建构主义学习理论下的教学实践活动提供直观模型，促进其操作性。

在现代互联网时代背景下，网上教学和远程教育以其方便性，廉价性，高效性等特点逐渐被人们所接受，并普及开来。

吕文波和赵君香（2006）在《基于网上教学资源的远程支持服务系统要素的ISM分析》和李慧（2011）在《基于ISM模型的现代远程教育系统的结构分析》中都通过ISM分析网上教学和远程教学系统的各个组成要素及子系统，研究系统要素的内部关联关系，建立了解释结构模型，实现系统结构的层次化分析，对我国现代远程教育系统和网上教学的构建、应用和研究具有重要的借鉴意义和参考价值。

ISM（解释结构模型）一、ISM的起源与发展解释结构模型（ISM）由美国J.华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题开发的一种方法，它在计算机的帮助下，利用有向图和结构矩阵，分析所有涉及的构成要素间的层级的直接或间接联系，把要素间各种凌乱的关系变成一个层级清楚的多层级的递阶的结构模型。

ISM模型主要有三个方面的特征，一是可用MATLAB和excel实现算法，避免了人为运算的复杂性；二是将系统内凌乱的不清楚的各要素生成一个层级清楚的结构模型，这也是ISM的主要功能；三是综合了定性分析和定量分析这两种研究方法，既有人类的认识与实践也有量化的数据分析。

之后也有GISM（博弈解释结构模型）、FISM（模糊解释结构模型）、VISM（虚解释结构模型）等发展，广泛应用于系统结构分析、教学资源内容结构和学习资源设计与开发研究、教学过程模式的探索等方面。

二、模型实施步骤（1）抽样要素，分析各要素间的逻辑关系可通过查阅文献、头脑风暴、专家调查（德尔菲法）、问卷调查等方式抽样要素。

（2）建立邻接矩阵和可达矩阵邻接矩阵是根据各相邻要素的逻辑关系排列成矩阵，公式为：可达矩阵是用矩阵形式反映各要素之间通过一定路径可以到达的程度，可利用布尔代数规则实现，布尔算法公式为：11)()()(+-+=+≠+=k k k I A I A I A M（3）对可达矩阵进行层级划分对可达矩阵 M 进行分解，得到可达集)(S R 和前因集)(i S A ，若满足)()()(i i i S R S A S R = ，则iS 为最高层要素集。

找到最高层要素集后，在可达矩阵中划去其对应的行和列，然后再从剩余的可达矩阵中继续寻找最高层要素；依次类推，即得各层次所包含的要素集和分层后的可达矩阵。

（4）建立系统的结构模型和解释结构模型得到各层级后根据各要素的逻辑关系建立结构模型，并以此建立相应的解释结构模型。

三、教学应用（1）研究某一教学问题影响因素（教学效果、学生学情、学习绩效、教学评价……）（2）学习资源的设计与开发（教学内容的层级划分：概念图、教学序列的设计：教学计划大纲）（3）某一教学系统的结构分析（校园网、校园文化、在线教学平台等建设问题）参考文献：[1]李慧.基于ISM 模型的现代远程教育系统的结构分析[J].现代教育技术,2011(09):79-83.[2]张静,王欢.基于ISM的在线教育平台学习者持续学习行为的影响因素研究[J].中国电化教育,2018(10):123-130.。

解释结构模型ISM结构模型ISM（Integrated Structural Model）是一种用于描述和分析系统结构的综合性建模方法。

该方法主要用于研究和设计复杂系统（如企业、组织或机构）的结构与运作方式。

本文将解释ISM的概念和特点，并介绍ISM的基本建模过程及其在实际应用中的价值。

1.ISM的概念和特点：ISM的基本概念是将一个复杂的系统分解为一系列互相关联的子系统。

这些子系统可以是物理的、信息的、决策的，或者是其他特定功能领域的，彼此之间相互作用，共同达成系统的整体目标。

ISM的特点有以下几点：1）综合性：ISM可以处理包括物质、信息和能量在内的多种系统要素，实现对系统整体的综合分析。

2）层次性：ISM将系统分解为多个层次的子系统，并通过层次间的相互关系进行综合分析。

3）关联性：ISM注重系统中各个组成部分之间的相互关联和相互作用，从而能够揭示系统整体的行为特征。

4）动态性：ISM能够反映系统的动态演化，捕捉系统结构及其变化的过程。

2.ISM的基本建模过程：ISM的建模过程包括以下几个步骤：1）确定目标：明确研究对象和研究目标，定义需要解决的问题和达成的目标。

2）定义系统边界：界定系统的范围和边界，确定系统所包含的组成部分和相互关系。

3）分析系统结构：对系统进行分解，确定系统的层次结构，识别子系统和它们之间的关系。

5）分析系统性能：分析系统的性能和行为，评估系统的结构是否能够实现预期目标，并分析系统各层次之间的相互作用。

6）优化系统结构：通过调整子系统之间的连接和信息流，优化系统的结构，以实现更好的性能。

3.ISM在实际应用中的价值：ISM具有很高的实用性，被广泛应用于各类复杂系统的建模和分析，包括企业管理、组织设计、项目管理等。

具体有以下几个方面的价值：1）综合分析：ISM能够将系统的各个要素、层次和关系进行综合分析，有助于全面理解系统的运作机制。

2）结构优化：通过ISM建模，可以发现不同层次之间的矛盾和冲突，并通过调整系统结构实现性能的优化。

1.引言1.1 设计目的解释结构模型法是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的零乱关系，用于分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。

本次课程设计的目的是，通过对大学生身边实际问题的分析，掌握运用ISM方法对复杂问题进行建模的过程，提高学生系统分析以及运用计算机求解问题的能力，强化计算机实际应用能力。

1.2设计的意义在课程设计的过程中将理论知识应用到实际的操作过程，使得理论与实践能很好地结合。

与此同时应用一些相关的计算机知识，使设计者能很好地掌握以前没有掌握的各种知识，并且能在以后的实际生活和学习中能熟练准确地运用，以便降低解决问题的难度，提高解决问题的效率。

另外，在设计过程中通过小组分配任务，使得设计者明确如何准确按时的完成自己的任务，以及单独解决问题的能力得以提高，也明白了合作的重要性。

1.3设计的内容在明确问题背景的前提下，通过分析问题，找出存在的主要影响因素，运用解释结构模型的方法解决问题，是原有问题得以优化，达到设计的目的。

同时对用到的方法加以详细的阐述，对方法解决问题时的步骤做以具体的安排。

在现代社会高速发展的状态下，对兰州市的公共交通发展进行分析研究，找出其影响因素，运用解释结构模型（Interpretative Structural Modeling Method,简称ISM 方法）法对其进行优化更新，找到最优的方案。

1.4设计任务在对实际问题实际调查过程中，明确现有问题的缺陷和不足，通过各种方法，找出解决实际问题的有效方法，再通过手工或者计算机的编程计算找到最优的方案，使最终的方案在原始方案的基础上得以优化，更进一步的改进原始的方案，从而满足现实的需求，以节省成本，赢取利润.。

此次课程设计是利用解释结构模型方法首先对影响兰州市公共交通的发展因素进行分析，确定关键的因素，然后利用此方法解决关键因素引起的关键问题，在通过逐层逐次的分解和分析之后，对兰州市公共交通的发展进行优化，找到最优的解决方案，以满足现实生活的需求。

ism方法的软件开发及其在教学设计中的应用
ism方法是一种分析系统结构的方法。

它可将系统单元之间复杂、凌乱的关系分解成清晰的、多级递阶的结构形式。

我们这里只在教学领域中研究它。

在教学内容的范围和深度都已明确的前提下，ism方法可以揭示出各项知识或技能之间的教学关联结构和层次关系，有助于学校和教师安排教学计划和进度。

但是，无论是学科内容的结构，还是课程之间的关系，都是由许多相互关联的要素构成的。

如果用传统的矩阵算法来划分系统层次，其运算量之大是让任何人都难以承受的。

因此采用这种简便的算法设计开发出一个ism方法系统的软件是很有必要的。

目前，国内对这一课题进行的研究不多，而且大部分还是采用了传统的、大量复杂运算的矩阵算法，如江西师范大学传播系的汪青云做的《ism方法的软件开发及其在教学设计中的应用》。

这样的算法理解起来比较复杂，并且随着系统要素个数的增加，软件的时间复杂度和空间复杂度都呈指数增长。

针对这种情况，本文给出了一个基于邻接链表存储的、相对简便并利于理解的算法，使得随着系统要素个数的增加，软件的时间复杂度和空间复杂度都只是呈线性增长。

本文通过介绍开发出的ism方法软件，重点探讨了该算法的流程，组织顺序为：ism方法软件系统的功能设计、ism方法软件设计技术（包括数据结构、算法流程、算法实现）、应用实例（包括问题描述、问题分析、数据输入及运算、运行结果测试与分析）、总结。