AIGC賦能中學地理教研、教學、評價的探索與實踐

摘 要：AIGC在全球范圍內的應用日漸廣泛，如何將其有效應用于中學地理教育已成為新的研究熱點。本文通過AIGC技術在檢索高質量素材、高效設計課堂細節、協助論文智讀與潤色、實現人機協同教學、充當全天候智能導師、賦能個性化評價和深化共性問題挖掘這7個具體應用場景的深入研究，探究如何利用先進的AIGC技術在中學地理的教研、教學與評價3個關鍵環節中發揮重要作用。本文旨在為AIGC在地理教育領域的應用以及教育信息化的推進提供實踐經驗。

關鍵詞：地理教研；地理教學；地理評價

中圖分類號：G633.55" " " "文獻標識碼：A" " " "文章編號：1005-5207（2025）03-0052-05

一、使用AIGC技術的必要性

AIGC（Artificial Intelligence Generated Content），即人工智能生成內容，是一種基于先進的人工智能算法，自動生成包括文本、圖像、音頻和視頻等多種形式內容的技術。ChatGPT作為AIGC的領頭羊，于2023年火速破圈，引領新一輪的智能科技浪潮。

放眼全球，AIGC在教育中的應用已成為熱點話題，出版物數量顯著增加。得益于人工智能研究和開發方面的先發優勢，美國在這一領域的出版物最多，其次是澳大利亞、中國、加拿大和德國［1］。發達國家正在積極研究和開發特定教育場景的AIGC產品，如何利用好AIGC使之服務于本國教育是各國科技和教育競爭的新賽道。

誠然，AIGC技術如一把雙刃劍。一方面，在地理教師專業技能提升、備課授課、評價方面具有卓越性能；另一方面，又可能會削弱學生的自主學習能力和批判性思考能力，技術依賴還可能會弱化學生的創新思維等［2-4］。學界對其利弊產生了極大的爭論，但這種爭論是必要的，可防止因技術的盲從而全盤接受，同時能為AIGC技術在教育領域的辯證應用提供理論指導和實踐路徑。不過，這些爭論的初衷不是徘徊不前和猶豫不決，而是先辯證后統一地幫助地理教師走出“要不要用的疑云”，從而邁入“如何用好的天梯”。當下亟須引導地理教師勇敢面對AIGC帶給地理教育的多重變化［5］，最大限度地發揮其優勢，助力地理教學。

AIGC技術還在“成長”中，經過不斷訓練，未來可更加智能和高效。將AIGC技術引入中學地理教學，不僅是科技進步的自然延伸，也是實現教育現代化和個性化的重要手段，在推動地理教學信息化方面前景廣闊。

二、利用AIGC提升地理教研的質量和效率

1.檢索高質量素材

在地理備課過程中，教師常面臨如何從海量信息中快速篩選出既有趣又貼合教學目標的高質量教學素材的問題。傳統搜索引擎的搜索結果質量參差不齊，此外，由于信息篩選與整合速度較慢，教師往往需要花費更多時間來甄別和整理真正有用的教學資源。

隨著生成式人工智能在搜索領域的應用不斷深化，教師可借助AIGC強大的信息檢索和文本生成功能，快速提升備課質量和效率。AIGC的信息檢索功能不僅使教師能夠從海量網絡資源中迅速篩選出與地理教學緊密相關的高質量素材，還能快速羅列出素材的信息來源，以便甄別和擴展，確保內容的專業性和準確性。同時，AIGC的文本生成功能可根據教學目標和學生需求，自動生成符合課程標準的教案、習題和互動材料，并進一步篩選、編輯和拓展，大大縮短了教師的備課時間，提高了備課效率。利用這兩個功能，教師不僅能快速找到合適的教學資源，還能根據教學需求生成定制化教學內容，從而顯著提升地理備課的整體質量和效率，更好地服務于課堂教學。

在八年級下冊“塔里木盆地”一節的教學中，為了落實“初步形成從地理綜合的視角看待和分析問題的意識和能力”的課程標準，教師可提出問題“為什么修建多條貫穿塔克拉瑪干沙漠的公路？”這一問題要求學生從經濟發展、交通便利、國家戰略、生態保護治理、科學研究和應急救援等多方面進行分析。為了創設教學情境，教師需準備以下3段背景素材。①準備描述塔克拉瑪干沙漠惡劣環境的數據材料，可使用沙漠面積、沙漠覆蓋率、風速等數據進行客觀描述；②說明塔里木盆地的經濟和社會發展狀況，包括石油和天然氣資源的開發、旅游業的發展、人口分布等現狀，能為學生提供從經濟和社會發展的角度分析修建公路意義的背景信息；③展示塔里木盆地的位置和地形圖、塔里木盆地城鎮和塔克拉瑪干沙漠公路分布圖。用AIGC工具為這3段材料進行檢索的過程和結果如表1所示。

2.高效設計課堂細節

AIGC具有很強的人機交互能力，當使用者確定了課堂主題，提供初始素材和指導，給出創作方向和靈感，生成式人工智能將對創作內容進行完善。例如，當教師為“地球的運動”備課時，計劃用“日晷”導入課堂，需要盡快完善導入部分的詳細講解過程，這時教師僅需要向ChatGPT輸入：“我是一名初中地理教師，將在七年級講授一節地理課，題目是‘地球的自轉’，想用日晷導入新課（播放一段關于日晷的視頻來激發學生興趣），請模仿教師如何導入新課，由教師和學生一問一答，要求語言幽默而不拖沓。”ChatGPT生成以下詳細的課堂導入過程。

教師（微笑）：古人沒有手表，他們是怎么知道時間的？

學生甲（疑惑）：看天上的太陽？

教師（點頭）：不錯！他們確實是通過看太陽的方式，但是光看太陽還不夠，他們借助了一種工具。你們知道是什么嗎？

學生乙（自信）：指南針？

教師（笑）：指南針是辨別方向的！他們用的是——日晷！現在通過觀看視頻來了解日晷是怎么工作的（播放視頻）。

教師（視頻結束后）：日晷靠太陽的影子來確定時間，那么，為什么太陽的影子會動？

學生丙（搶答）：因為太陽在動！

教師（微笑）：感覺好像是太陽在動，其實，這個現象背后有個更有趣的秘密。再想想，白天太陽從東邊升起，傍晚卻跑到西邊，這到底是什么在動？

學生丁（思索后回答）：是……地球在動？

教師（滿意）：沒錯！其實是地球在自轉！因為地球在轉動，太陽的位置才會看起來在變化。這就是今天要學習的內容——地球的自轉。

雖然ChatGPT設計的課堂教學細節并不盡如人意，但人工優化一下，即可迅速設計好課堂導入，大大節約設計時間，提高備課效率。

在評估不同AIGC工具的能力時，通常需要打開多個網頁進行比較，這費時又費力，而使用整合了多家廠商模型的混合型助手工具會更加高效。這類工具能自動使用最優模型來回答問題，同時，也允許用戶自行選擇模型以對比結果，達到最高的效率和最佳的結果。例如，國外的POE平臺集成GPT-4、Claude和Google PaLM等多種AI模型，而國內360公司推出的“AI助手”則整合包括Kimi、智腦、豆包、文心一言、DeepSeek、百小應、訊飛星火、Yi-Large、通義千問以及商湯商量等15款大型AI模型，用戶可在同一界面內完成模型性能的比較與優化。

3.論文智讀與潤色

若將教研比作教師提升專業水平的“飛行器”，那么生成式人工智能無疑是AI時代為這架飛行器添加的“強力推進劑”。憑借論文智讀與文稿潤飾這兩項核心功能，AIGC工具為地理教師的專業成長提供了強有力的支撐。它不僅能幫助教師更高效地掌握學術前沿信息，還能優化他們的研究成果，使表達更加精準、流暢，助推其專業發展進程。

論文智讀是指利用AIGC技術高效地閱讀、分析和理解學術論文及期刊文章的功能，包括文章總結、跨語言支持、關鍵段落的標注歸納、文本對話、深度解析和問題分析等。通過論文智讀，地理教師可高效閱讀大量相關論文，大大加快知識積累的速度。在開始論文智讀之前，地理教師需在ScienceDirect、知網、維普、萬方等數據庫下載PDF格式的論文后將文章導入AIGC軟件中進行智讀。每款AIGC軟件的論文智讀功能各有特色，例如，通義千問的“論文速讀”功能是將原文顯示、導讀、翻譯、腦圖、筆記等集成在同一頁面，方便教師快速獲取信息；文心一言則支持“論文精讀”“論文綜述”和“問題分析”3大功能，適合對論文深入研究和綜合分析；Kimi和騰訊混元都支持多達50個文件的上傳和與文檔對話，其中混元的“精讀”版塊圖文并茂，還支持一鍵生成學術海報。通過這些功能，地理教師可更加高效地進行科研閱讀，提升自身專業素養。

雖然當下AI無法像人類那樣具備創新性思維和理論引領能力，也無法點燃創新的火花，但在語言處理領域，AI展現出其顯著優勢，尤其在文章潤色方面表現卓越。在中學地理教學研究中，AIGC技術能夠精準地檢測出文本中的語法錯誤和標點符號使用不當之處，并提供合適的詞匯選擇及句子結構優化建議。并且，AIGC還能根據用戶的日常寫作風格，智能匹配特定的寫作模式，從而實現內容的適度擴展。這些功能共同確保了文章語言表達的準確性與嚴謹性，極大地減輕了教師在校對方面的負擔，節省了寶貴的時間和精力。因此，教師可將更多的精力投入到創新性、批判性和個性化思維的培養上，專注于提升教學質量與深化教育研究。

三、利用AIGC改進地理教學的模式和方法

1.人機協同教學模式

基于認知負荷理論和21世紀技能培養理論，AIGC支持的“人機協同教學模式”不僅有助于減輕學生的認知負荷，還能培養學生應對未來社會所需的關鍵技能。認知負荷理論指出，學習者的認知負荷太大不利于其學習，教學設計應盡量減少不必要的認知負荷，讓學生能夠集中精力處理有意義的學習內容［6］。AIGC工具能幫助學生整理預學知識，簡化信息查找和整理的過程，減少學生在獲取信息和組織知識結構方面的認知負荷，從而把精力更多地集中在高階思維活動上。同時，培養批判性思維、交流合作能力、創造力和數字素養等21世紀技能［7］，也成為現代教育的重要目標。在人機協同的學習環境中，學生可發揮創造力，與AI進行互動，培養問題解決能力；通過在線協作平臺與同學分享成果，促進其交流合作能力的發展；在使用AIGC工具的過程中，可提升學生的數字素養，熟練應用現代技術來應對未來挑戰，在學生的學習中全過程培養21世紀技能。

隨著AIGC技術的快速發展，人機協同教學模式將成為地理教育數字化的新趨勢。但實現人機協同教學模式，首先要給學生配備智能終端，將AIGC工具安裝在PAD等便攜設備上，并配備寬帶網絡。如果條件具備，可打造物聯網教室，實現設備無線互聯，促進課堂內外的人機互動與信息獲取。

以地理跨學科課程“一次旅游規劃”為例，簡略教學設計如下：首先，學生利用在線地圖、在線協作平臺和AIGC工具，以團隊合作的方式擬定旅游路線和計劃；其次，借助AIGC工具搜索和比較旅游目的地和旅游項目；最后，使用在線協作平臺共享旅游計劃，讓同學提出建議和意見，從而實現人機協同規劃旅游行程。

人機協同教學模式需要警惕學生可能會因過度依賴AI工具，而忽視自身批判性思維和自主學習能力的培養，教師應注意AI工具的使用場景，給予學生獨立思考的機會。同時，學校也要確保學生在使用這些工具時的數據安全。

2.全天候智能導師

余勝泉在2018年展望人工智能在未來教育中的角色時指出，人工智能將扮演課堂智能導師的角色［8］，如今這種暢想正在變成現實。因為隨著生成式AI大模型陸續接入終端，大模型和智能終端的協同進化將使之成為“智能導師”。

隨著AI智能終端的普及和使用的便捷化，地理“智能導師”將具有全天候的特征（“全天候”是指在任何時間段內都能持續提供服務或功能支持，具有不受時間限制的特點）。AIGC可隨時響應學生的學習需求，為真正的“24/7學習導師”。學生不僅可在課堂上通過AI智能終端進行學習互動，讓它成為“課堂智能導師”（圖1），還可在課后通過AI智能終端進行語音或文本提問，獲得實時學習指導。這種全天候的學習支持能夠有效填補課后教師無法及時答疑的空白，幫助學生鞏固課堂上所學的地理知識。

“智能導師”的“智能”區別于傳統的終端設備，它具有個性化、多模態和實時性的特征。

“個性化”體現在它能根據每個學生的獨特需求、興趣和學習習慣定制學習內容和方法，做到靶向學習，點穴施治。通過分析學生的學習歷史、表現和反饋，AI可提供量身定制的學習計劃和資源（圖2）。例如，在地理學習中，智能導師不僅可根據學生興趣不斷推薦相關主題資源，幫助學生深入探索感興趣的地理領域，激發自主學習的動力；還能追蹤學生的錯誤記錄，并在學生進行復習時，助其有針對性地強化薄弱環節以更好地滿足個性化需求。

“多模態”即智能導師能夠通過不同的交互方式與學生進行溝通。AI智能終端都能支持多樣化的輸入和輸出形式，使學生可通過自己最習慣的方式進行學習。例如，學生可通過語音提問地理問題，AI則可通過文字解釋、圖像展示或視頻演示提供答案，使學習過程更加豐富和直觀。隨著技術的發展，借助AI視覺能力，“智能導師”可與增強現實（AR）或虛擬現實（VR）技術結合，學生便可通過VR眼鏡遨游太陽系，或在虛擬實驗室里動手做海陸熱力性質差異的實驗，極大增強學習趣味性的同時，可幫助學生進行深度理解。

“實時性”是“智能導師”系統的核心特征之一，體現為數據及時更新、算法持續優化和學習活動的實時反饋。首先，“智能導師”的系統能夠基于最新的學生數據和知識庫，迅速更新學習素材，確保提供給學生的內容始終保持新鮮度與準確性；其次，通過持續優化的算法，系統可提升對學生學習路徑個性化推薦和問題解答的精準度，從而更有效地支持學生的自主學習；最后，“智能導師”還能實時監測學生的學習行為，并根據其表現提供及時反饋，幫助學生及時糾正錯誤、強化薄弱點。這種高效的實時互動不僅能提高學生學習的參與度和效率，也使得教學活動更加靈活，針對性更強。

四、利用AIGC優化地理評價的效度和準確度

1.個性化評價：從傳統到智能化的轉變

形成性評價是在教學過程中動態、及時、多次對學生實施的評價，它注重收集信息用以強化和改進學生的學習［9］，具有及時反饋的特點。形成性評價強調在學習過程中持續收集反饋與及時調整教學策略，而AIGC技術使得這一理念得到深度踐行。

在AIGC的支持下，評價系統能根據學生的學習進展進行動態調整。當AIGC技術被集成到教學終端設備中，并與各大在線教學資源平臺對接后，它便能實時監測學生的學習情況，確保每個學生都能獲得適合自身水平的指導和支持。AI智能終端不僅可自動檢測學生作業中的錯誤，還可提供個性化的糾正建議與解釋。例如，學生提交作業或參加測試后，終端會自動分析錯誤，并生成詳細的反饋，針對學生重復出現的錯誤提供專門的解釋與練習建議。此外，系統還可對學生的提問實時提供解釋，幫助學生更好地理解地理現象背后的復雜邏輯。這種基于學生個體需求的動態調整大幅提升了評價的效度與反饋的針對性。

2.共性問題挖掘：從評價到教學策略調整

基于AIGC技術的共性問題挖掘，是通過大數據技術收集和分析學生的學習行為數據，從而揭示學生群體在學習過程中普遍存在的問題。

傳統的地理評價主要通過靜態的結果進行，而AIGC技術使得對大規模學生群體學習過程進行動態、持續的分析成為可能。這種基于數據的評價不僅能發現個體學習存在的困難，還能揭示大多數學生面臨的共性難點，為教學策略的調整提供數據支持。

在具體的應用中，AI智能終端通過收集學生在學習過程中的各類數據，包括答題時間、錯誤類型、概念理解中的誤區等，挖掘出學生群體存在的共性問題。例如，在課堂學習“氣候類型”時，系統檢測到學生在氣溫曲線和降水量柱狀圖的判讀中存在普遍性錯誤。通過這一共性數據的挖掘，系統會自動生成反饋，并向教師提供實時建議，指出哪些知識點需進一步講解或再采取新的教學策略。在“等高線地形圖”單元評估中，AIGC系統通過對學生作業與測試結果的分析，發現大多數學生在等高線圖的判讀中存在系統性錯誤。具體表現為：學生難以正確理解地形的起伏與等高線之間的關系。基于這一共性問題，系統建議教師在后續的教學中引入更多的三維地形模型進行演示，增加等高線與實地地形關聯的案例分析，并推送圖、文和視頻資源。利用AIGC進行有效的共性問題挖掘，這將顯著提高學生在后續測試中的正確率，也將提高教學評價的效度和準確度。

五、結語

在AIGC技術浪潮下，地理教研、教學和評價正迎來一場深刻變革。首先，在教研方面，AIGC能顯著提高備課效率和質量，方便教師快速檢索高質量的地理素材，高效設計課堂教學細節；同時，憑借其論文智讀和文章潤色的功能，將有力助推地理教師的專業發展。其次，在教學實踐中，人機協同模式的引入將課堂教學變成一場互動式、個性化的學習體驗。AIGC全天候的智能導師功能可為學生提供全天候、個性化、多模態、實時性的學習支持，進一步延伸了學習的時空邊界。最后，在地理教學評價方面，AIGC通過實時數據分析和反饋，實現了從傳統評價到智能化、個性化評價的轉變。教師不僅能精準掌握每個學生的學習進展，還可通過大數據挖掘學生群體中存在的共性問題，為后續教學策略的調整提供科學依據，從而大幅提升教學效度與學生的學習效果。

展望未來，隨著相關技術的不斷成熟和廣泛應用，AIGC技術將在地理教學的各個環節中持續發揮積極作用。教師需要將“人工智能素養”融入地理學科教學中，讓學生為即將到來的AI時代做好知識和能力儲備，提升學生的數字素養。同時，AIGC技術將促進學校教育從注重傳統“低階思維”的重復訓練，向更加注重學生想象力、創造力、批判性等“高階思維”的培養模式轉變，從而推動教育新變革。

參考文獻：

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