摘要：AIGC在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用日漸廣泛，如何將其有效應(yīng)用于中學(xué)地理教育已成為新的研究熱點。本文通過AIGC技術(shù)在檢索高質(zhì)量素材、高效設(shè)計課堂細(xì)節(jié)、協(xié)助論文智讀與潤色、實現(xiàn)人機協(xié)同教學(xué)、充當(dāng)全天候智能導(dǎo)師、賦能個性化評價和深化共性問題挖掘這7個具體應(yīng)用場景的深入研究，探究如何利用先進(jìn)的AIGC技術(shù)在中學(xué)地理的教研、教學(xué)與評價3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用。本文旨在為AIGC在地理教育領(lǐng)域的應(yīng)用以及教育信息化的推進(jìn)提供實踐經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：地理教研；地理教學(xué)；地理評價一、使用AIGC技術(shù)的必要性AIGC（ArtificialIntelligenceGeneratedContent），即人工智能生成內(nèi)容，是一種基于先進(jìn)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(nèi)容的技術(shù)。ChatGPT作為AIGC的領(lǐng)頭羊，于2023年火速破圈，引領(lǐng)新一輪的智能科技浪潮。放眼全球，AIGC在教育中的應(yīng)用已成為熱點話題，出版物數(shù)量顯著增加。得益于人工智能研究和開發(fā)方面的先發(fā)優(yōu)勢，美國在這一領(lǐng)域的出版物最多，其次是澳大利亞、中國、加拿大和德國［1］。發(fā)達(dá)國家正在積極研究和開發(fā)特定教育場景的AIGC產(chǎn)品，如何利用好AIGC使之服務(wù)于本國教育是各國科技和教育競爭的新賽道。誠然，AIGC技術(shù)如一把雙刃劍。一方面，在地理教師專業(yè)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(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和批判性思考能力，技術(shù)依賴還可能會弱化學(xué)生的創(chuàng)新思維等［2-4］。學(xué)界對其利弊產(chǎn)生了極大的爭論，但這種爭論是必要的，可防止因技術(shù)的盲從而全盤接受，同時能為AIGC技術(shù)在教育領(lǐng)域的辯證應(yīng)用提供理論指導(dǎo)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(tǒng)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(dāng)下亟須引導(dǎo)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(fā)揮其優(yōu)勢，助力地理教學(xué)。AIGC技術(shù)還在“成長”中，經(jīng)過不斷訓(xùn)練，未來可更加智能和高效。將AIGC技術(shù)引入中學(xué)地理教學(xué)，不僅是科技進(jìn)步的自然延伸，也是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化和個性化的重要手段，在推動地理教學(xué)信息化方面前景廣闊。二、利用AIGC提升地理教研的質(zhì)量和效率1.檢索高質(zhì)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(xué)目標(biāo)的高質(zhì)量教學(xué)素材的問題。傳統(tǒng)搜索引擎的搜索結(jié)果質(zhì)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(xué)資源。隨著生成式人工智能在搜索領(lǐng)域的應(yīng)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(zhì)量和效率。AIGC的信息檢索功能不僅使教師能夠從海量網(wǎng)絡(luò)資源中迅速篩選出與地理教學(xué)緊密相關(guān)的高質(zhì)量素材，還能快速羅列出素材的信息來源，以便甄別和擴(kuò)展，確保內(nèi)容的專業(yè)性和準(zhǔn)確性。同時，AIGC的文本生成功能可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生需求，自動生成符合課程標(biāo)準(zhǔn)的教案、習(xí)題和互動材料，并進(jìn)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(xué)資源，還能根據(jù)教學(xué)需求生成定制化教學(xué)內(nèi)容，從而顯著提升地理備課的整體質(zhì)量和效率，更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。在八年級下冊“塔里木盆地”一節(jié)的教學(xué)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(biāo)準(zhǔn)，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(xué)生從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通便利、國家戰(zhàn)略、生態(tài)保護(hù)治理、科學(xué)研究和應(yīng)急救援等多方面進(jìn)行分析。為了創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，教師需準(zhǔn)備以下3段背景素材。①準(zhǔn)備描述塔克拉瑪干沙漠惡劣環(huán)境的數(shù)據(jù)材料，可使用沙漠面積、沙漠覆蓋率、風(fēng)速等數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀描述；②說明塔里木盆地的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展?fàn)顩r，包括石油和天然氣資源的開發(fā)、旅游業(yè)的發(fā)展、人口分布等現(xiàn)狀，能為學(xué)生提供從經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)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(zhèn)和塔克拉瑪干沙漠公路分布圖。用AIGC工具為這3段材料進(jìn)行檢索的過程和結(jié)果如表1所示。2.高效設(shè)計課堂細(xì)節(jié)AIGC具有很強的人機交互能力，當(dāng)使用者確定了課堂主題，提供初始素材和指導(dǎo)，給出創(chuàng)作方向和靈感，生成式人工智能將對創(chuàng)作內(nèi)容進(jìn)行完善。例如，當(dāng)教師為“地球的運動”備課時，計劃用“日晷”導(dǎo)入課堂，需要盡快完善導(dǎo)入部分的詳細(xì)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(jié)地理課，題目是‘地球的自轉(zhuǎn)’，想用日晷導(dǎo)入新課（播放一段關(guān)于日晷的視頻來激發(fā)學(xué)生興趣），請模仿教師如何導(dǎo)入新課，由教師和學(xué)生一問一答，要求語言幽默而不拖沓?！盋hatGPT生成以下詳細(xì)的課堂導(dǎo)入過程。教師（微笑）：古人沒有手表，他們是怎么知道時間的？學(xué)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(xué)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(xiàn)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(jié)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(xué)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(xiàn)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(xué)生?。ㄋ妓骱蠡卮穑菏恰厍蛟趧?？教師（滿意）：沒錯！其實是地球在自轉(zhuǎn)！因為地球在轉(zhuǎn)動，太陽的位置才會看起來在變化。這就是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——地球的自轉(zhuǎn)。雖然ChatGPT設(shè)計的課堂教學(xué)細(xì)節(jié)并不盡如人意，但人工優(yōu)化一下，即可迅速設(shè)計好課堂導(dǎo)入，大大節(jié)約設(shè)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(wǎng)頁進(jìn)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(yōu)模型來回答問題，同時，也允許用戶自行選擇模型以對比結(jié)果，達(dá)到最高的效率和最佳的結(jié)果。例如，國外的POE平臺集成GPT-4、Claude和GooglePaLM等多種AI模型，而國內(nèi)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(yīng)、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(nèi)完成模型性能的比較與優(yōu)化。3.論文智讀與潤色若將教研比作教師提升專業(yè)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(jìn)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(yè)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(xué)術(shù)前沿信息，還能優(yōu)化他們的研究成果，使表達(dá)更加精準(zhǔn)、流暢，助推其專業(yè)發(fā)展進(jìn)程。論文智讀是指利用AIGC技術(shù)高效地閱讀、分析和理解學(xué)術(shù)論文及期刊文章的功能，包括文章總結(jié)、跨語言支持、關(guān)鍵段落的標(biāo)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(guān)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(wǎng)、維普、萬方等數(shù)據(jù)庫下載PDF格式的論文后將文章導(dǎo)入AIGC軟件中進(jìn)行智讀。每款A(yù)IGC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(dǎo)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(dá)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(xué)術(shù)海報。通過這些功能，地理教師可更加高效地進(jìn)行科研閱讀，提升自身專業(yè)素養(yǎng)。雖然當(dāng)下AI無法像人類那樣具備創(chuàng)新性思維和理論引領(lǐng)能力，也無法點燃創(chuàng)新的火花，但在語言處理領(lǐng)域，AI展現(xiàn)出其顯著優(yōu)勢，尤其在文章潤色方面表現(xiàn)卓越。在中學(xué)地理教學(xué)研究中，AIGC技術(shù)能夠精準(zhǔn)地檢測出文本中的語法錯誤和標(biāo)點符號使用不當(dāng)之處，并提供合適的詞匯選擇及句子結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。并且，AIGC還能根據(jù)用戶的日常寫作風(fēng)格，智能匹配特定的寫作模式，從而實現(xiàn)內(nèi)容的適度擴(kuò)展。這些功能共同確保了文章語言表達(dá)的準(zhǔn)確性與嚴(yán)謹(jǐn)性，極大地減輕了教師在校對方面的負(fù)擔(dān)，節(jié)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(chuàng)新性、批判性和個性化思維的培養(yǎng)上，專注于提升教學(xué)質(zhì)量與深化教育研究。三、利用AIGC改進(jìn)地理教學(xué)的模式和方法1.人機協(xié)同教學(xué)模式基于認(rèn)知負(fù)荷理論和21世紀(jì)技能培養(yǎng)理論，AIGC支持的“人機協(xié)同教學(xué)模式”不僅有助于減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，還能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對未來社會所需的關(guān)鍵技能。認(rèn)知負(fù)荷理論指出，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷太大不利于其學(xué)習(xí)，教學(xué)設(shè)計應(yīng)盡量減少不必要的認(rèn)知負(fù)荷，讓學(xué)生能夠集中精力處理有意義的學(xué)習(xí)內(nèi)容［6］。AIGC工具能幫助學(xué)生整理預(yù)學(xué)知識，簡化信息查找和整理的過程，減少學(xué)生在獲取信息和組織知識結(jié)構(gòu)方面的認(rèn)知負(fù)荷，從而把精力更多地集中在高階思維活動上。同時，培養(yǎng)批判性思維、交流合作能力、創(chuàng)造力和數(shù)字素養(yǎng)等21世紀(jì)技能［7］，也成為現(xiàn)代教育的重要目標(biāo)。在人機協(xié)同的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生可發(fā)揮創(chuàng)造力，與AI進(jìn)行互動，培養(yǎng)問題解決能力；通過在線協(xié)作平臺與同學(xué)分享成果，促進(jìn)其交流合作能力的發(fā)展；在使用AIGC工具的過程中，可提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)，熟練應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)來應(yīng)對未來挑戰(zhàn)，在學(xué)生的學(xué)習(xí)中全過程培養(yǎng)21世紀(jì)技能。隨著AIGC技術(shù)的快速發(fā)展，人機協(xié)同教學(xué)模式將成為地理教育數(shù)字化的新趨勢。但實現(xiàn)人機協(xié)同教學(xué)模式，首先要給學(xué)生配備智能終端，將AIGC工具安裝在PAD等便攜設(shè)備上，并配備寬帶網(wǎng)絡(luò)。如果條件具備，可打造物聯(lián)網(wǎng)教室，實現(xiàn)設(shè)備無線互聯(lián)，促進(jìn)課堂內(nèi)外的人機互動與信息獲取。以地理跨學(xué)科課程“一次旅游規(guī)劃”為例，簡略教學(xué)設(shè)計如下：首先，學(xué)生利用在線地圖、在線協(xié)作平臺和AIGC工具，以團(tuán)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(xié)作平臺共享旅游計劃，讓同學(xué)提出建議和意見，從而實現(xiàn)人機協(xié)同規(guī)劃旅游行程。人機協(xié)同教學(xué)模式需要警惕學(xué)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(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，教師應(yīng)注意AI工具的使用場景，給予學(xué)生獨立思考的機會。同時，學(xué)校也要確保學(xué)生在使用這些工具時的數(shù)據(jù)安全。2.全天候智能導(dǎo)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(dǎo)師的角色［8］，如今這種暢想正在變成現(xiàn)實。因為隨著生成式AI大模型陸續(xù)接入終端，大模型和智能終端的協(xié)同進(jìn)化將使之成為“智能導(dǎo)師”。隨著AI智能終端的普及和使用的便捷化，地理“智能導(dǎo)師”將具有全天候的特征（“全天候”是指在任何時間段內(nèi)都能持續(xù)提供服務(wù)或功能支持，具有不受時間限制的特點）。AIGC可隨時響應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為真正的“24/7學(xué)習(xí)導(dǎo)師”。學(xué)生不僅可在課堂上通過AI智能終端進(jìn)行學(xué)習(xí)互動，讓它成為“課堂智能導(dǎo)師”（圖1），還可在課后通過AI智能終端進(jìn)行語音或文本提問，獲得實時學(xué)習(xí)指導(dǎo)。這種全天候的學(xué)習(xí)支持能夠有效填補課后教師無法及時答疑的空白，幫助學(xué)生鞏固課堂上所學(xué)的地理知識?！爸悄軐?dǎo)師”的“智能”區(qū)別于傳統(tǒng)的終端設(shè)備，它具有個性化、多模態(tài)和實時性的特征。“個性化”體現(xiàn)在它能根據(jù)每個學(xué)生的獨特需求、興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣定制學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，做到靶向?qū)W習(xí)，點穴施治。通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史、表現(xiàn)和反饋，AI可提供量身定制的學(xué)習(xí)計劃和資源（圖2）。例如，在地理學(xué)習(xí)中，智能導(dǎo)師不僅可根據(jù)學(xué)生興趣不斷推薦相關(guān)主題資源，幫助學(xué)生深入探索感興趣的地理領(lǐng)域，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的動力；還能追蹤學(xué)生的錯誤記錄，并在學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)時，助其有針對性地強化薄弱環(huán)節(jié)以更好地滿足個性化需求?！岸嗄B(tài)”即智能導(dǎo)師能夠通過不同的交互方式與學(xué)生進(jìn)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(xué)生可通過自己最習(xí)慣的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，學(xué)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(xué)習(xí)過程更加豐富和直觀。隨著技術(shù)的發(fā)展，借助AI視覺能力，“智能導(dǎo)師”可與增強現(xiàn)實（AR）或虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)結(jié)合，學(xué)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(zhì)差異的實驗，極大增強學(xué)習(xí)趣味性的同時，可幫助學(xué)生進(jìn)行深度理解?！皩崟r性”是“智能導(dǎo)師”系統(tǒng)的核心特征之一，體現(xiàn)為數(shù)據(jù)及時更新、算法持續(xù)優(yōu)化和學(xué)習(xí)活動的實時反饋。首先，“智能導(dǎo)師”的系統(tǒng)能夠基于最新的學(xué)生數(shù)據(jù)和知識庫，迅速更新學(xué)習(xí)素材，確保提供給學(xué)生的內(nèi)容始終保持新鮮度與準(zhǔn)確性；其次，通過持續(xù)優(yōu)化的算法，系統(tǒng)可提升對學(xué)生學(xué)習(xí)路徑個性化推薦和問題解答的精準(zhǔn)度，從而更有效地支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)；最后，“智能導(dǎo)師”還能實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，并根據(jù)其表現(xiàn)提供及時反饋，幫助學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和效率，也使得教學(xué)活動更加靈活，針對性更強。四、利用AIGC優(yōu)化地理評價的效度和準(zhǔn)確度1.個性化評價：從傳統(tǒng)到智能化的轉(zhuǎn)變形成性評價是在教學(xué)過程中動態(tài)、及時、多次對學(xué)生實施的評價，它注重收集信息用以強化和改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)［9］，具有及時反饋的特點。形成性評價強調(diào)在學(xué)習(xí)過程中持續(xù)收集反饋與及時調(diào)整教學(xué)策略，而AIGC技術(shù)使得這一理念得到深度踐行。在AIGC的支持下，評價系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。當(dāng)AIGC技術(shù)被集成到教學(xué)終端設(shè)備中，并與各大在線教學(xué)資源平臺對接后，它便能實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，確保每個學(xué)生都能獲得適合自身水平的指導(dǎo)和支持。AI智能終端不僅可自動檢測學(xué)生作業(yè)中的錯誤，還可提供個性化的糾正建議與解釋。例如，學(xué)生提交作業(yè)或參加測試后，終端會自動分析錯誤，并生成詳細(xì)的反饋，針對學(xué)生重復(fù)出現(xiàn)的錯誤提供專門的解釋與練習(xí)建議。此外，系統(tǒng)還可對學(xué)生的提問實時提供解釋，幫助學(xué)生更好地理解地理現(xiàn)象背后的復(fù)雜邏輯。這種基于學(xué)生個體需求的動態(tài)調(diào)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(xué)策略調(diào)整基于AIGC技術(shù)的共性問題挖掘，是通過大數(shù)據(jù)技術(shù)收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，從而揭示學(xué)生群體在學(xué)習(xí)過程中普遍存在的問題。傳統(tǒng)的地理評價主要通過靜態(tài)的結(jié)果進(jìn)行，而AIGC技術(shù)使得對大規(guī)模學(xué)生群體學(xué)習(xí)過程進(jìn)行動態(tài)、持續(xù)的分析成為可能。這種基于數(shù)據(jù)的評價不僅能發(fā)現(xiàn)個體學(xué)習(xí)存在的困難，還能揭示大多數(shù)學(xué)生面臨的共性難點，為教學(xué)策略的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。在具體的應(yīng)用中，AI智能終端通過收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的各類數(shù)據(jù)，包括答題時間、錯誤類型、概念理解中的誤區(qū)等，挖掘出學(xué)生群體存在的共性問題。例如，在課堂學(xué)習(xí)“氣候類型”時，系統(tǒng)檢測到學(xué)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(shù)據(jù)的挖掘，系統(tǒng)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(jìn)一步講解或再采取新的教學(xué)策略。在“等高線地形圖”單元評估中，AIGC系統(tǒng)通過對學(xué)生作業(yè)與測試結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生在等高線圖