人工智能賦能初中地理項目式學習的實踐研究

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2025）20—0074—04

引言

1.現實背景：從全球議題到校園行動

隨著全球塑料污染問題日益嚴峻，中國于2022年提出“以竹代塑”的倡議，旨在推動竹材這一可再生資源替代塑料制品。校園作為塑料制品的集中使用場景，是踐行生態文明的微觀實踐場域。而地理學科特有的“人地協調觀”教育要求，使得“以竹代塑”這一國家戰略通過校本化實施，轉化為培養學生地理實踐力的有效載體。

2.教學困境：傳統探究活動的局限性

當前，開展初中地理在項目式學習時，面臨三重挑戰： ① 數據獲取困難，學生難以自主分析較為復雜的地理問題； ② 方案設計缺乏深度，多停留在理論層面，實操性弱且量化支撐不足，不具有可行性和代表性； ③ 成果展示單一，傳統手抄報、調查報告等形式難以激發學生的持續興趣。

3.技術契機：人工智能賦能的地理實踐創新

人工智能技術為破解上述困境提供了新路徑： ① 通過人工智能圖像識別技術可以完成基礎的統計任務，解決人工調查效率低的問題。 ② 利用地理GIS工具或地圖工具可有效進行空間位置和時空分布的獲取，有助于培養學生的空間思維。 ③ 利用DeepSeek等生成式人工智能技術可以協助進行方案的設計和問題的解決，提升決策的科學性。 ④ 通過人工智能圖像生成工具可以進行作品的創作，以更好地培養學生的地理實踐力以及美學素養。

4.研究定位：微觀場景中的素養培育

筆者以校園這一微觀空間為研究對象，通過“以竹代塑，美化校園”項目，探索如何利用人工智能工具降低分析實際問題的專業門檻、如何通過技術賦能使學生成為環保行動的主動設計者而非被動參與者。其意義不僅在于推動校園的可持續發展，更在于構建一種“真實問題一人工智能工具一素養生成”的新型地理學習范式。

人工智能賦能校園地理研究的理論框架

筆者構建的理論框架主要包含兩大核心支柱：教育理論支撐和技術工具模型（如下頁圖）。 ① 在教育理論層面，基于建構主義學習理論，強調通過“以竹代塑，美化校園”這一真實問題情境，引導學生主動建構知識體系，在解決實際環境問題的過程中深化對可再生資源利用的理解。同時，融入STEAM教育理念，實現“科學一技術一工程一藝術一數學”的整合。 ② 在技術工具模型方面，構建了分層遞進的應用框架。感知層借助人工智能技術和實地調查等方式實現校園塑料垃圾的識別與統計，解決地理現象調查難的問題；分析層運用人工智能工具輔助實驗對比分析竹制品與塑料制品的生命周期、環保性能，以幫助后期的決策；決策層則利用人工智能輔助方案生成系統對竹制品替代塑料的可行性進行評估，使學生的環保方案設計更具科學性。這三個技術層次環環相扣，共同支撐起從問題發現到方案制訂的完整探究過程。

表1

人工智能賦能初中地理項目式學習的實踐

1.結合真實情境，確定項目主題

“美化校園”是人教版地理七年級上冊的跨學科主題學習內容之一。《義務教育地理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中雖未直接出現“美化校園”的專項表述，但其核心素養與課程內容均提供了開展此類實踐活動的明確依據，如要求“認識人類活動與地理環境的關系，形成尊重自然、和諧發展的態度”“運用地理工具和方法，解決真實情境中的問題”。新課標通過素養導向和實踐活動設計，為“美化校園”提供了隱形支持。

基于此，筆者確定將“以竹代塑，美化校園”作為項目式學習的主題，并融合人工智能工具與STEAM教育理念開展真實情境下的項目實踐，引導學生有效完成個性化任務，深化對可持續發展理念的理解，真正改善核心素養培育效果。

2.緊扣核心素養，制訂項目目標

在人工智能技術賦能下，圍繞“以竹代塑，美化校園”項目的初中地理項目式學習目標設計，應當整合地理核心素養與數字化能力，形成多維度的能力培養框架，具體如表1所示。

3.確定驅動性問題，明確項目任務

驅動性問題是指圍繞項自主題設計的、契合新課標的、具有凝練意義的問題。基于學生的真實生活提出的驅動性問題，具備開放性、挑戰性、實踐性與實用性，更容易引發學生自主探究，推動學生問題解決，實現學生深度學習。因此，在探究“以竹代塑，美化校園”項目時，筆者根據初中生的知識水平和實踐能力，結合地理學科核心素養（區域認知、綜合思維、人地協調觀、地理實踐力），提出了“如何通過‘以竹代塑'行動，推動校園可持續發展并減少塑料污染？”這一驅動性問題，并將這一問題拆解成“校園塑料污染哪里來？”“如何用竹制品美化校園？”“如何讓校園落實‘以竹代塑'？”三個層層遞進的子問題，每個子問題都設計出具體可行的學習任務（如表2），并根據學生的需求，提供必要的人工智能技術支持。

4.與人工智能對話，優創學習過程

人工智能技術賦能教學的高效性主要體現在教學流程優化、資源利用最大化、學習效率提升三大維度，其核心是通過智能化工具減少冗余環節、加速認知過程、實現精準干預。人工智能技術賦能教學的高效性的本質就是通過時間壓縮、成本替代、認知增強來釋放效率紅利，幫助學生實現高效學習。

（1）與人工智能的第一輪對話：我想收集一周內校園塑料污染情況，可以設計一個簡單易操作的方法嗎？

DeepSeek：聚焦幾個核心區域，每天放學后檢查這些區域的塑料垃圾，用手機或筆記本記錄每日數量，并在表格中標記特殊現象。統計技巧：團隊分工、拍照輔助和簡化分類。學生成果如表3所示。

（2）與人工智能的第二輪對話：校園塑料污染害處大，我們想用竹制品作為塑料的替代品，如何能夠驗證竹制品的耐用性和環保性？

DeepSeek：驗證竹制品的耐用性與環保性可通過模擬日常使用（如承重、彎曲、摩擦），對比塑料制品觀察是否易裂、變形或磨損；暴露于高溫、潮濕等極端條件，檢測是否發霉或性能下降；將竹制品埋入土壤或浸泡水中，定期觀察分解速度；查閱生產數據或生命周期報告，確認竹材種植、加工過程的能耗及碳排放是否低于塑料。

用實際情況，設計出三組對照實驗（如下頁表4），以此探究竹制品替代塑料制品的可行性。

學生成果：結合校園塑料使

（3）利用人工智能進行創作。任務一：學生分小組調查校園中計一份校園行動提案（如表5），并利用人工智能繪圖工具（如CanvaAI）制作宣傳海報。

表2

表3

表4

表5

的高頻塑料用品，制作“可替代清單”，并利用人工智能繪圖工具（如CanvaAI設計校園竹制品的概念圖。任務二：為推動校園“以竹代塑”行動，請使用人工智能對話設

教學過程評價

新課標指出：“學習評價要圍繞學生核心素養的提升和發展水平展開，充分運用過程性評價、終結性評價、增值性評價、綜合性評價等方式，對學生在活動中的表現、變化及學習成果等進行及時有效的評價。”在“以竹代塑，美化校園”項目中，筆者根據預設的學習過程設計了過程性評價量表，并根據各小組在項目式學習中的表現和創意表達，適時調整評價量表，做到適時評價、精準評價，有利于學生在學習過程中及時完善、及時改進，學會團結協作、創意表達，完成素養導向的培養。

結語

“以竹代塑，美化校園”為主題的地理項目式學習突出地理實踐力的培養，融通科學、藝術、信息技術、勞動等多學科綜合知識，鍛煉了學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，同時也為學生環保意識的增強和高尚的素養情操培養奠定了基礎。

參考文獻：

[[]中華人民共和國教育部.義務教育地理課程標準 （2022年版）[].北京：北京師范大學出版社，2022

[2]陳琳，劉楊，鄒金偉.基于項目式的跨學科主題學習——以“美化校園”為例[J].地理教學，202（19）：38-41+37.e