生成式人工智能在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用探究

摘 要：本文探討了生成式人工智能（AIGC）在高中地理教學(xué)中的可行性應(yīng)用，并以ChatGPT在“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”教學(xué)中的應(yīng)用為例進(jìn)行實(shí)證分析。通過(guò)對(duì)ChatGPT的功能和特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐，評(píng)估其在信息獲取、分析推理、互動(dòng)討論及個(gè)性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)等方面的實(shí)際效果。研究發(fā)現(xiàn)，ChatGPT在增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)自主學(xué)習(xí)和提高課堂互動(dòng)性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但在教學(xué)設(shè)計(jì)和教師引導(dǎo)方面需注意平衡技術(shù)依賴(lài)與教育本質(zhì)的關(guān)系。本文為人工智能在地理教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供了實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：生成式人工智能；ChatGPT；高中地理教學(xué)；地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.55" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：1005-5207（2025）05-0023-06

一、引言

生成式人工智能（AIGC）的持續(xù)迭代與廣泛應(yīng)用勢(shì)必給傳統(tǒng)教育帶來(lái)巨大沖擊。如何將人工智能與教育結(jié)合成為當(dāng)下教育研究的熱點(diǎn)之一。中共中央、國(guó)務(wù)院于2019年發(fā)布的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》，在“教師隊(duì)伍培養(yǎng)”“智能化校園建設(shè)”與“新型教學(xué)方式探索”等內(nèi)容中多次強(qiáng)調(diào)人工智能的實(shí)施與應(yīng)用。探討ChatGPT等生成式人工智能（AIGC）有效賦能高中地理教學(xué)實(shí)踐的可行性應(yīng)用探究是當(dāng)前地理教育研究的重要課題，可為生成式人工智能與地理教育教學(xué)的融合應(yīng)用提供實(shí)踐參考。

二、生成式人工智能在地理教學(xué)中的應(yīng)用探究

本文以AIGC應(yīng)用于人教版普通高中教科書(shū)《地理》必修二第二章第三節(jié)“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”為例，探究其在地理教學(xué)中的應(yīng)用。

1.課前準(zhǔn)備

AIGC（Artificial Intelligence Generated Content）指利用人工智能技術(shù)自動(dòng)生成文本、圖像、音頻、視頻等各種形式的內(nèi)容，是一個(gè)涵蓋各種人工智能生成內(nèi)容的廣泛概念，ChatGPT作為AIGC的具體實(shí)現(xiàn)形式，主要應(yīng)用于文本生成領(lǐng)域。為了在課堂中提升與ChatGPT的溝通效率，學(xué)生需盡可能清晰地表達(dá)問(wèn)題和需求，將復(fù)雜的問(wèn)題分解為多個(gè)小問(wèn)題，并依據(jù)邏輯順序逐步提問(wèn)。此外，定位核心問(wèn)題、提煉關(guān)鍵詞進(jìn)行提問(wèn)也尤為重要，簡(jiǎn)潔明了的提示詞可減少冗余信息、提高溝通效率。

Prompt（提示詞）是用來(lái)表示提問(wèn)或觸發(fā)模型生成回答的語(yǔ)句或問(wèn)題。Prompt通常由3個(gè)主要元素構(gòu)成：角色（模型在生成文本時(shí)應(yīng)扮演的角色）、任務(wù)（明確而簡(jiǎn)潔地陳述Prompt要求模型生成的內(nèi)容）、指令（模型在生成文本時(shí)應(yīng)遵循的要求）。在ChatGPT對(duì)話(huà)中使用的提示詞的質(zhì)量會(huì)顯著影響對(duì)話(huà)效果［1］。筆者在實(shí)踐過(guò)程中秉持明晰重點(diǎn)、關(guān)聯(lián)要點(diǎn)等原則，在與ChatGPT對(duì)話(huà)過(guò)程中探索出如下“Prompt公式”供學(xué)生參考（表1）。

學(xué)生在課前先通讀課本，并記錄疑問(wèn)點(diǎn)，結(jié)合上述教學(xué)，使用ChatGPT提問(wèn)，在熟悉ChatGPT操作的過(guò)程中解決自身在預(yù)習(xí)過(guò)程中的疑問(wèn)。此外，在解答過(guò)程結(jié)束后，可要求ChatGPT生成一份包含判斷、選擇、填空的預(yù)習(xí)作業(yè)，檢測(cè)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并針對(duì)其錯(cuò)誤答案進(jìn)行個(gè)性化分析與指導(dǎo)。

另外，教師也可通過(guò)與ChatGPT協(xié)作完成設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、篩選課堂內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)過(guò)程等準(zhǔn)備工作，還可通過(guò)與ChatGPT的有效對(duì)話(huà)預(yù)設(shè)學(xué)生在課堂教學(xué)過(guò)程中的表現(xiàn)情況，從而更好地應(yīng)對(duì)課堂變化［2］。

2.教學(xué)目標(biāo)

認(rèn)識(shí)不同地域文化的概念及其對(duì)城鄉(xiāng)景觀(guān)的影響，增強(qiáng)對(duì)區(qū)域特征和文化多樣性的認(rèn)識(shí)；從要素綜合、時(shí)空綜合、區(qū)域綜合的角度增強(qiáng)對(duì)不同地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)的系統(tǒng)性、全面性分析；認(rèn)識(shí)親身體驗(yàn)在文化理解中的價(jià)值，增強(qiáng)自主探究能力，培養(yǎng)地理實(shí)踐能力；能夠識(shí)別、理解、運(yùn)用人地協(xié)調(diào)觀(guān)原理與機(jī)制解決地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)協(xié)調(diào)中發(fā)生的實(shí)際問(wèn)題。

3.課堂教學(xué)

【導(dǎo)入新課】教師播放“星球研究所”發(fā)布的視頻《中國(guó)人的家，是一部史詩(shī)》，由此引出主題“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”。

【學(xué)生活動(dòng)1】根據(jù)視頻內(nèi)容，借助ChatGPT聯(lián)系真實(shí)情境探討開(kāi)放性問(wèn)題，理解“地域文化”的基本知識(shí)。例如，可在與ChactGPT的對(duì)話(huà)框中輸入“星球研究所發(fā)布的《中國(guó)人的家，是一部史詩(shī)》這則視頻中展示了中國(guó)不同地區(qū)的住房樣式，如吊腳樓、窯洞、土樓等。為什么不同地區(qū)的居住形式差異這么大”。隨后，根據(jù)視頻內(nèi)容自行提問(wèn)（圖1），在對(duì)話(huà)中找到疑問(wèn)點(diǎn)要求ChactGPT進(jìn)一步解釋?zhuān)罁?jù)某一觀(guān)點(diǎn)，從不同角度進(jìn)行探討，或要求ChatGPT詳細(xì)指出其所述觀(guān)點(diǎn)的論據(jù)等。

【教師活動(dòng)1】通過(guò)視頻內(nèi)容，將學(xué)生置于具體的文化情境中是直觀(guān)且具有吸引力的導(dǎo)入方式，同時(shí)，ChatGPT的對(duì)話(huà)功能讓學(xué)生在互動(dòng)中獲取知識(shí)，在交流中逐步深入，以此發(fā)掘更深層次的內(nèi)容，如地域文化的廣泛影響、具體形成原因及其演變過(guò)程等。教師可請(qǐng)學(xué)生分享其人機(jī)交互過(guò)程，使學(xué)生在對(duì)話(huà)過(guò)程中不僅能接受信息，還可質(zhì)疑、補(bǔ)充和深入探討，有利于培養(yǎng)其批判性思維和探究精神。最后，教師結(jié)合教材和ChatGPT生成的內(nèi)容優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。

【教師活動(dòng)2】將學(xué)生分為4個(gè)小組，每組負(fù)責(zé)1個(gè)具體的景觀(guān)案例并提供景觀(guān)圖文與視頻資料，使學(xué)生對(duì)這些景觀(guān)有初步了解和探索欲。同時(shí)，組內(nèi)每位學(xué)生根據(jù)“任務(wù)分配和活動(dòng)安排表”（表2）選擇不同的子任務(wù)進(jìn)行資料收集與分析記錄，組內(nèi)各成員至少?lài)@2個(gè)討論點(diǎn)或待補(bǔ)充的問(wèn)題以答辯的形式相互提問(wèn)，在此過(guò)程中自主思考，提升思維高度。

【學(xué)生活動(dòng)2】以鄉(xiāng)村景觀(guān)“紅河哈尼梯田”“福建土樓”和城鎮(zhèn)景觀(guān)“北京四合院”“意大利佛羅倫薩”為例，利用ChatGPT從城鄉(xiāng)景觀(guān)的角度探索地域文化及其影響。

【教師活動(dòng)3】在學(xué)生實(shí)際操作過(guò)程中可通過(guò)以下步驟引導(dǎo)學(xué)生在“資料收集與整理”和“文化與景觀(guān)分析”中有效互動(dòng)，從而提高其批判性思維。①組織負(fù)責(zé)“資料收集與整理”任務(wù)的學(xué)生在ChatGPT提供的信息的基礎(chǔ)之上，先嘗試思考“文化與景觀(guān)分析”中的問(wèn)題（當(dāng)學(xué)生獲取福建土樓的資料后，思考其建筑結(jié)構(gòu)與地理位置、宗族文化的關(guān)系，先對(duì)這些問(wèn)題形成初步的見(jiàn)解）；②讓完成“資料收集與整理”任務(wù)的學(xué)生與直接使用ChatGPT分析“文化與景觀(guān)分析”問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行觀(guān)點(diǎn)交流與思維碰撞；③雙方分享自己的看法和信息來(lái)源，歸納異同點(diǎn)并分析其產(chǎn)生原因（對(duì)于相同的觀(guān)點(diǎn)，學(xué)生可理解、鞏固和內(nèi)化；對(duì)于不同的觀(guān)點(diǎn)，教師需積極鼓勵(lì)學(xué)生借此機(jī)會(huì)進(jìn)一步思考ChatGPT提供的信息是否合理，挖掘信息背后的深層邏輯）。

而對(duì)于如何鑒別其合理性，教師可指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)信息真實(shí)性和有效性的方法構(gòu)建“批判性評(píng)估模型”。①信息來(lái)源：檢查是否有歷史資料、學(xué)術(shù)研究等材料作為支撐，如紅河哈尼梯田的“層層結(jié)構(gòu)”如何幫助水資源管理？是否有明確的依據(jù)？②邏輯一致性：檢查信息與地域文化背景是否邏輯一致，如土樓的防御功能是否符合當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)歷史背景？ChatGPT提供的信息不是來(lái)自事實(shí)或驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)，而是語(yǔ)言模型對(duì)已有信息的綜合生成，因此，對(duì)其提供的信息進(jìn)行真實(shí)性和有效性驗(yàn)證，能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度并提升其批判性思維。

通過(guò)組內(nèi)設(shè)置討論點(diǎn)或待補(bǔ)充的問(wèn)題進(jìn)行答辯，以相互提問(wèn)、交流、討論的方式完善知識(shí)鏈，不僅提升了教學(xué)活動(dòng)的深度，深化學(xué)生對(duì)文化景觀(guān)的理解，還培養(yǎng)了其獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。但對(duì)于高一學(xué)生而言，獨(dú)立形成邏輯框架較為困難，因此，需要教師提供“支架”，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)激發(fā)其最大潛力。

此外，利用ChatGPT生成的城鄉(xiāng)景觀(guān)細(xì)節(jié)呈現(xiàn)不足，如磚瓦質(zhì)感、植被紋路、光影變幻等方面，缺乏歷史沉淀感和生活氣息。因此，ChatGPT雖然在信息處理方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)變能力，但人機(jī)互動(dòng)只能輔助學(xué)生獲得一些知識(shí)儲(chǔ)備，淺嘗輒止，想要真正地理解地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)間的深層聯(lián)系，需身臨其境地考察和觸摸，才能切身感受其文化內(nèi)涵與情感價(jià)值。實(shí)地體驗(yàn)不僅是知識(shí)的深化，更是培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力的重要方式。

【教師活動(dòng)4】根據(jù)上述各小組的成果展示及時(shí)予以反饋，評(píng)估學(xué)生的研究深度和展示表現(xiàn)等。同時(shí)，利用教材中“文化如同空氣”進(jìn)行延伸——“文化如同空氣，景觀(guān)就像樹(shù)葉，風(fēng)吹動(dòng)樹(shù)葉，通過(guò)樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)感知風(fēng)的存在”。由此總結(jié)出地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)的關(guān)系（圖2）。

【學(xué)生活動(dòng)3】以“在現(xiàn)代化進(jìn)程中，江南水鄉(xiāng)的粉墻黛瓦應(yīng)被保留還是改造？”為辯題，學(xué)生作為正方，支持保留江南水鄉(xiāng)的粉墻黛瓦建筑，而ChatGPT作為反方，主張現(xiàn)代化改造（圖3）。

【教師活動(dòng)5】這一活動(dòng)內(nèi)容旨在展示“地域文化隨時(shí)間變化而變化”的核心思想。地域文化在現(xiàn)代化進(jìn)程中可適應(yīng)變化，也可通過(guò)保留核心特色并探索創(chuàng)新路徑與當(dāng)下需求形成和諧共生的動(dòng)態(tài)文化繼承。

在蘇格拉底的教育理念中，沒(méi)有對(duì)話(huà)與交流就沒(méi)有真正的教育。而利用ChatGPT強(qiáng)大的交互功能，可通過(guò)“蘇格拉底教學(xué)法”，采用討論、問(wèn)答甚至辯論的方式隨時(shí)隨地給予學(xué)生必要的反饋和幫助［3］。不難發(fā)現(xiàn)，ChatGPT能夠完全勝任“反方”角色，通過(guò)人機(jī)互動(dòng)的辯論方式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力，還能夠檢驗(yàn)其掌握知識(shí)的水平。

4.課外作業(yè)

通過(guò)使用ChatGPT與實(shí)地走訪(fǎng)相結(jié)合的形式開(kāi)展實(shí)地調(diào)研，收集常州青果巷不同時(shí)期的照片，了解其“前世今生”，分類(lèi)匯總其名人文化、運(yùn)河文化、建筑文化與青果巷景觀(guān)的演變與融合。

5.課后評(píng)學(xué)

在人機(jī)協(xié)同教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果不是評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出的思維和素養(yǎng)也是評(píng)價(jià)的重要維度。因此，筆者基于IEA（Instructionally-Embedded Assessment）評(píng)價(jià)規(guī)則，對(duì)ChatGPT生成的思維結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)表進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量規(guī)（表3）。

三、結(jié)語(yǔ)

本文以ChatGPT在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用為例，深入探討了生成式人工智能（AIGC）在“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”這一節(jié)課中的實(shí)際效果和影響。研究發(fā)現(xiàn)，利用ChatGPT進(jìn)行教學(xué)能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有力支撐，并在增強(qiáng)課堂互動(dòng)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。例如，在討論4例城鄉(xiāng)景觀(guān)時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)與ChatGPT的對(duì)話(huà)，獲取不同地域文化的具體信息，并將其與實(shí)際城鄉(xiāng)景觀(guān)案例相結(jié)合，從而加深對(duì)地域文化和城鄉(xiāng)景觀(guān)關(guān)系的理解。同時(shí)，在互動(dòng)式對(duì)話(huà)中，ChatGPT的個(gè)性化反饋功能使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得即時(shí)性、針對(duì)性的幫助。此外，在課堂辯論環(huán)節(jié)，ChatGPT作為輔助工具，利用“反方”角色，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考，進(jìn)一步激發(fā)討論和互動(dòng)，產(chǎn)生思維碰撞。這種互動(dòng)不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)主要內(nèi)容的理解，還能夠促進(jìn)其批判性思維的形成和表達(dá)能力的提高。

然而，若過(guò)度依賴(lài)ChatGPT等AIGC工具，會(huì)在一定程度上削弱教師在課堂上的主導(dǎo)作用，學(xué)生也可能過(guò)多地依賴(lài)技術(shù)解決問(wèn)題，而不是通過(guò)自主思考和探索來(lái)理解知識(shí)，這種風(fēng)險(xiǎn)在涉及較為復(fù)雜的地理問(wèn)題時(shí)尤為明顯。盡管ChatGPT能夠提供大量信息，但這些信息有時(shí)可能不夠準(zhǔn)確或與教學(xué)目標(biāo)不夠契合。因此，教師在使用ChatGPT時(shí)需對(duì)其生成的內(nèi)容進(jìn)行篩選、審核和校正。同時(shí)，盡管ChatGPT為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有力支撐，但在應(yīng)對(duì)不同學(xué)生的多樣化需求方面，它仍然難以替代教師的作用，特別是在如“地域文化與城鄉(xiāng)景觀(guān)”這樣需要結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平進(jìn)行講解的課程中，ChatGPT的個(gè)性化服務(wù)仍存在不足，這在一定程度上限制了其在課堂教學(xué)中的應(yīng)用效果。

總之，盡管當(dāng)前AIGC工具在教育教學(xué)應(yīng)用中還存在一些挑戰(zhàn)，但其在提升課堂教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)方面有著巨大潛力。隨著技術(shù)發(fā)展和教育理念不斷更新，ChatGPT等AIGC工具將在教育領(lǐng)域中扮演越來(lái)越重要的角色，推動(dòng)教學(xué)方式的創(chuàng)新與發(fā)展。

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