教學中的應用：內涵解析、程序解構與實施策略

摘 要：MBI教學模式是一種基于地理模型資源開發和建構的探究式教學模式，旨在引導學生在自主探究中，挖掘教材核心知識的價值，理解學科內在邏輯和發展規律。本文在闡述地理模型資源、模式內涵與流程、地理學科融合路徑的基礎上，以水循環模型的開發建構為案例，對模型選擇與建構、引入與分析、檢驗與細化、應用與拓展4個主要實施環節進行解讀。同時，以“水循環”為例，分析學生對地理模型的認知情況及其地理核心素養的發展階段，并提出相應教學策略，為教學提供實施路徑和優化方案。

關鍵詞：MBI教學模式；地理模型；地理核心素養

中圖分類號：G633.55" " " "文獻標識碼：A" " " "文章編號：1005-5207（2025）08-0060-05

隨著地理核心素養的提出，中學地理的知識結構、教材編排、案例選取等方面均發生了較大變化。在地理實際教學過程中，教師往往圍繞選定區域的地理要素特征、聯系與發展，建構探究情境開展教學，但容易出現情境與知識難以對接、探究活動難以推進的問題［1］。這就需要深入地發掘教材內容及核心知識，并將其作為教學活動的依據。地理學科學研究的開展，需要運用“透過現象看本質”探索未知知識的哲學邏輯，而中學地理教學則需反其道而行之，采用“依據本質析現象”的反向邏輯設計教學。MBI（Model-Based Inquiry）即“基于模型的探究”，是一種以科學模型為核心的教學方法，強調通過構建、使用、評估和修正模型以促進學生對科學概念和探究過程的理解。MBI是科學教育中的一種重要探究式學習（Inquiry-Based Learning）方法，為教師提供了有效的教學策略，旨在幫助學生像科學家一樣思考和探究。MBI作為當前國外基礎教育的研究熱點，圍繞“模型開發與建構”的核心主題開展探究教學實踐，與中學地理教學的基本邏輯是相互契合的。

本文嘗試在中學地理教學中融入MBI教學模式，選取“水循環”為案例，依托教材的地理模型資源，開展情境和驅動性問題設計，制造認知沖突，并分析學生各階段認知能力發展的表征。在持續建模和探究的過程中，實現學生的能力提升與核心素養培養。

一、MBI教學模式的內涵與程序

“模型”是主體建立的描繪某一事物內部要素、結構及其運行機制的假想性圖像［2］。建構過程可理解為認識主體不斷建立、檢驗和修正對外部世界的認識的過程。“地理模型”作為模型的下位概念，是能幫助人們認識地理特征、理解地理過程、把握地理聯系的現實世界的簡化表達［3］。中學教材中的“地理模型”涵蓋了自然、人文及區域地理，具有實體和非實體思維的表征形式。“地理模型”通過簡化現實世界的復雜性，成為師生教學活動中預測地理現象并理解其發展規律的重要工具，也是教學過程中應遵循的“不變的本質”。

將建模這一復雜實踐納入課堂教學是一項艱巨的任務［4］，因此，MBI教學模式應運而生。此模式的核心在于立足“模型”開展建模的探究活動以促進學生學習。旨在“使學習者更深入地領悟活動內容和話語系統，其目標是對自然世界及規律進行合理解釋”［5］。其鼓勵學生通過實驗和觀察到的證據創建和完善模型，以表示現實事物與現象，幫助學生培養批判性思維和問題解決能力。此外，探究問題驅動、以學生為中心也是該模式的核心特征。該教學模式在我國的教學中主要應用于物理、生物等理科學科，盡管地理在中學階段被歸類為文科，但其同樣具備邏輯性和客觀性等特征。該教學模式主要有如圖1所示的5個實施程序。

MBI教學模式的5個實施程序可大致分為準備、實施、優化3個階段。階段一（準備階段）：應重點關注教學目標、錨定現象［6］和驅動性問題的選取；階段二和階段三（均為實施程序）：學生通過討論形成初步模型并分享，同時，教師通過提供教學材料和情境，促進學生思維認知的持續發展，強調任務設計的不斷優化和對模型理解的層層遞進；階段四和階段五（優化階段）：學生立足于自身對模型的認知，就錨定現象和驅動性問題的科學解釋達成共識，同時，通過書面表述和同行評審，進一步論證和精煉該模型。

與一般探究教學模式相比，MBI探究教學模式在探究的關注重點、目標指向、師生角色等方面皆存在差異（表1）。

二、MBI教學模式在地理教學中的實施程序解構

在MBI教學模式中，“模型的建構”是貫穿整個教學過程的核心，因此，必須考慮學生心智認知發展和模型建構規律，以便更有效地將其與中學地理教學融合。依據美國《新框架》和中國臺灣學者邱美虹的模型演進分類［7］，本文決定將“錨定現象”所具備的簡單模型作為起點，不斷優化完善使其逐步演變成科瑕模型、科學模型和整合化模型，并將此思路作為課程的建模邏輯。在MBI教學與地理學科教學融合過程中，重點關注模型引入分析、檢驗細化2個部分，在這2個部分中需重組教學要素，促使地理教學模型的發展逐步合理完善。最終，形成模型選擇與建構、引入與分析、檢驗與細化、應用與拓展4個可行的融入地理學科的MBI教學模式實施階段（圖2）。

探究式教學模式需突出學習主體的能動作用，但也不能忽視教師的有意引導和安排，因此，需提前預設教學過程中的各種“腳手架”，為地理建模教學提供必要的“驅動器”。

三、MBI教學模式在地理教學中的程序設計與認知發展進階分析——以“水循環”為例

本案例圍繞人教版“水循環”的教學內容，依據圖2的MBI教學實施程序進行整體設計，將教學活動劃分為4個主要過程，在過程中根據MBI教學模式的要求，選擇合適的師生探究活動，構成整體設計思路，據此增補和細化教學方案。該過程主要包含以下4個部分。

1.模型選擇與建構

在MBI教學模式中，關鍵起點是選擇與學生固有理解相符的引導性錨定問題或現象。此舉目的在于從學生的直觀生活體驗出發，激發其對科學模型的探索興趣和拓展欲望。

【教師活動】①確定核心地理模型，提供詩歌、視頻等材料，提出具有認知沖突的錨定問題；②播放水循環主要環節的模擬實驗視頻。

【學生活動】①探討與思考“黃河水為何能源源不斷地‘奔流到海不復還’”“黃河的水從哪里來，又到哪里去”等驅動性問題；②關注水體的態相變化及其對應的水循環主要環節，依據試驗繪制自己理解的水循環示意圖。

該階段的學生需在觀察現象和調動已有知識的基礎上，提煉和構建初始模型。教師教授有效的表征方法，引導學生通過文字和圖形等表現形式來嘗試表征自己的認知模型，學生應正確表達和調整其初步模型。

2.模型引入與分析

當學生完成自我初始模型構建后，教師便可將教材中的理論模型介紹給學生，使其反思并完善個人認知初始模型，便于后續驗證開展。

【教師活動】①引入水循環示意圖模型；②引導學生討論并初步掌握教材中的水循環三大類型及環節，補充修改初始的科瑕模型。

【學生活動】對比教材的水循環模型示意圖，并指出試驗未能類比出的環節。

【驅動性問題】①試驗中未能展示出的水循環環節主要有哪些？②初始的認知模型存在哪些不足，可以進行哪些修改？

此時，學生初始建構的模型會進入類比完善階段，教師則通過材料或情境展示，引導學生分析初始模型的應用貼合度狀況，客觀評價初始模型建構的優勢與局限，認識原有模型的應用局限性。教師引導分析其內部機制，必要時應干涉參與和完善，最終形成具有“瑕疵”的科瑕模型。

3.模型檢驗與細化

在此環節中，教師利用各種實驗和情境現象引導學生使用科瑕模型進行預測和解釋，同時，比較預測結果與實際差異來評估模型的不足。

【教師活動】提供“中國北緯38度地形剖面”“海陸風形成示意圖”“我國內、外流區示意圖”等材料，進行引導提問。

【任務鏈設計】①指出剖面圖中自東向西的水汽輸送時空差異；②討論華北平原、黃土高原、塔里木盆地主要參與的水循環類型；③探討賀蘭山東西兩側的地表徑流水量和水汽來源差異；④請在剖面圖中分別繪制不同類型水循環的示意圖，并標注大致范圍（圖3）。

【學生活動】組內對問題和活動開展探究式討論。嘗試解答課前的問題，探究水循環各環節的差異與相互關系。

【驅動性問題】①說明不同區域水循環的特征、差異與聯系。②舉例說明水循環各環節間是如何相互作用的。

當模型無法準確解釋新問題時，就會促使學生進一步利用新證據檢驗、修正和完善模型。這種持續修正的過程培養了學生的批判性思維，在循環迭代的過程中不斷推動學生主動學習，逐步精確模型的應用范圍，并深入理解模型的內在機制，這也是MBI教學模式的精髓所在。

4.模型應用與拓展

在模型應用階段，學生需綜合運用多個科學模型于新場景中，并理解模型間的相互關系。教師需提供多樣的情境，指導學生聯結這些模型并應用其解決問題，助其逐步提升認知能力和素養水平。

【教師活動】提供素材“某市某次臺風過境路線圖及區域降水量分布圖”，以“臺風過境引發的城市內澇及其治理方式”為主題創設探究情境與問題，以“水循環環節深入探究、各環節的人為調節、舉措的優化和選擇”為主要方向引導學生探究（圖4）。

【驅動性問題及設計邏輯】①該城區內澇問題產生的原因；與水循環的哪些環節密切相關（水循環環節的遷移與應用）；②人類可以調節哪些環節以治理城市內澇（人與環境相互影響的模式探究）；③舉例說明城市內澇治理舉措的作用與合理性（人與環境相互影響的合理性評價）。

該階段是教學的進階部分，要求學生在完成基礎課程學習后，通過綜合問題的分析，逐步深化模型的應用能力。此過程不僅關注對知識的學習，更著眼于實際問題解決中對模型關系的理解和應用，通常是多個知識模型相作用的結果。

總體而言，在MBI教學模式的各個實施環節中，圍繞“地理模型”知識的認知和構建在不同階段呈現出不同的發展層次。地理核心素養的發展也體現出明顯的進階性特征（表2）。

四、MBI教學模式在地理教學中的實施策略

為更好地發揮該教學模式的優勢，達成素養培養的預期目標，本文從3個方面提出指導和優化教學活動的策略，以期推動教學活動的有效落實。

1.把握教學重點，明確貫穿主線

實施MBI教學模式需構建“定位目標—解構教材—實施情境”的閉環框架。在教學實踐中，教師首先要明確課標要求，將地理核心素養培養目標與學業質量標準相結合，預設可達成的素養目標及水平層級。其次，教師需深度解構教材的知識結構、表述邏輯和素養構成，厘清教材內容的表述邏輯及其與知識間的內在聯系，挖掘教材中學科素養的滲透路徑，為教學實踐提供精準的“認知地圖”。對于主線類地理情境的實施，教師需關注2個方面：①情境材料的敘述主線，可借助事件發展、主角視角、時空變化等方法編排案例；②配套探究任務的設置，可通過支架式子任務、問題鏈等方式搭建思維階梯，為教學活動注入生命力。

2.配套情境任務，引導素養達成

在MBI探究式教學模式中，設計問題式教學活動至關重要。無論是“模型選擇與構建”階段的“錨定現象”，還是“建構與分析”或“檢驗與細化”階段，均需提前構思情境與問題。在教學引導中，需關注學生素養發展水平的變化，及時提供“腳手架式”材料或情境，并設計具有“螺旋式”遞進性與系統性的情境任務。例如，本文圍繞水循環設置不同尺度且緊密關聯的情境任務與問題鏈，幫助學生優化個體認知模型。

MBI教學模式的價值還體現在對學生探究自主性的培養上。教師需關注情境及任務的認知沖突屬性，并提供差異化情境。例如，在“城市內澇”主題探究中，不同城市的氣候、地理位置、規劃建設等差異可促使學生檢驗個體認知模型的正確性與完備性，從而為素養達成拓展可能性。

3.優化師生互動，開展多元評價

教學活動是師生雙向互動的過程，高效互動能架起溝通橋梁，提升教學效果。基于MBI教學模式自主性與開放性的特點，教師可設計靈活多樣的互動形式，如實踐操作、觀測觀察、問題討論、角色扮演、翻轉課堂等，通過體驗式學習推動學生地理模型建構能力的發展。

從建構主義視角看，教學評價是MBI模式不可或缺的組成部分。當前教學倡導全面、多元、發展性的評價方式，更關注學生認知思維的發展水平。例如，可引入SOLO思維評價法，對具有“拓展抽象結構”思維層次的學生［9］積極開展開放性課外探究；亦可采用成果展示等過程性評價方式，為學生的應用與拓展能力提供正向反饋。

參考文獻：

［1］ 王一丹，袁金國，郎軍霞.探究式地理教學模式與實施策略［J］.中學地理教學參考，2018（20）：4-6.

［2］ 劉寧.科學描述、科學理論模型及其模型建構［J］.淮南師范學院學報，2001（3）：116-118.

［3］ 李濤，袁孝亭.地理模型的基本性質及其教學要求［J］.地理教學，2021（18）：4-7.

［4］ Samia Khan. What’s Missing in Model-Based Teaching［J］. Journal of Science Teacher Education， 2011， 22（6）：535-560.

［5］ Mark Windschitl， Jessica Thompson， Melissa Braaten . How Novice Science Teachers Appropriate Epistemic Discourses Around Model-Based Inquiry for Use in Classrooms［J］. Cognition and Instruction， 2008， 26（3）：310-378.

［6］ German S. Using the Anchoring Phenomenon Routine to Introduce a Science Unit［J］. Science scope，2019（5）：42.

［7］ 邱美虹，鐘建坪.模型觀點在化學教科書中的角色與對化學教學之啟示［J］.化學教學，2014（1）：3-6，11.

［8］ 李華芹.地理思維建模在綜合題解題中的應用研究［J］.地理教育，2022（1）：33-37.

［9］ 袁飛林.基于地理綜合思維培養的教學問題設計策略［J］.地理教育，2024（12）：54-57.

通信作者：徐皓