基于多模态GAI 的高中地理教学创新研究

引言：作为一门对地球表面自然以及人文现象空间分布及其相互关系进行研究的学科，在新课程标准中明确强调了培养学生核心素养的重要意义，旨在通过全新的教学手段提升学生的人地协调观、综合思维、区域认知以及地理实践能力。多模态 GAI 工具的出现为这一要求提供了强大的动力支撑，前期不仅可以生成文本解释，更能够通过复杂的文字指令生成高质量图像，将地理知识中的抽象文字转化为可视听到的多元信息，从而为赋能地理核心素养落地奠定良好基础。

一、多模态GAI 在地理教学中的应用价值

（一）化解教学难点

利用多模态生成式人工智能赋能高中地理教学，能够将教材中的抽象知识点转化为具象的内容，从而破解教学中的难点。通过生成式人工智能，可以将教材中的文本描述过程转化为更加生动的视频或图片等形态，如岩石圈物质循环、冰川地貌等，利用生成式人工智能进行处理，为学生提供可交互的沉浸式观察体验。

（二）激发学习兴趣

相较于高中地理传统教学方式，融合多模态GAI 可突破传统多媒体教学的局限性，为学生提供更加丰富的教学资源。如在课堂教学中，教师利用指令GAI 生成如撒哈拉沙漠或亚马逊雨林等不同场景下的自然景观图片与视频，随后为学生布置探究性的问题。在真实的情境中，吸引学生的学习兴趣，促使其对地理知识产生浓厚的兴趣，对各种不同景观的地理成因进行分析，可显著提升学生的区域认知能力[1]。

（三）分层个性教学

多模态生成式人工智能技术在高中地理教学中的应用展现出强大的智能化特征，其在学生学习过程中能够形成 7×24h 的全天候伴生式辅导学习。学生可根据自己的学习需求在 GAI 生成的“AI 学伴”中自主查询学习资源，从而突破学习时间以及空间限制，打造更加灵活的自主学习课堂。并且通过 AI 模型的创建，也能够为每一学生的地理学生水平创建大数据画像，对学生进行智能分层，便于制定个性化教学方案，智能推送习题与资料，满足不同层次学生的学习需求。

（四）创新实践作业

以往在高中阶段为学生布置的地理作业多以纸质版试卷、练习册等为主，这样的作业方式对学生内化地理知识并提升实践应用能力起到的作用微乎其微。应用多模态GAI 技术可对现有地理作业形式加以创新，如生成未来天气 scenario 下的城市规划图，组织学生根据地理知识撰写科幻小短文并配图，从而在实践活动的创新中培养学生的综合应用能力并促使其广泛发散思维。

二、基于多模态GAI 的地理教学活动创新实践

（一）教学目标设计

将多模态GAI 应用到高中地理教学活动的创新中，对于学生的知识体系构建以及综合能力提升具有重要意义。基于此，本文以鲁教版高中地理必修一第二单元中的第一节“大气圈与大气运动”为例展开教学。对这一章节的教学知识点进行梳理，在大气运动中，“大气环流”是最为基本的规律也是对天气现象以及气候类型等加以理解的重要基础，但在实际中由于涉及高低空差异、地转偏向力、全球尺度等众多因素，导致这一部分的知识较为抽象，因此也成为了教学中的难点。基于多模态GAI 技术的融合应用，教师可率先根据这一章节内容设计教学目标。要求学生能够说出三圈环流的名称以及分布范围，并绘制出全球气压带、风带的分布示意图，能够解释气压带、风带的形成原因以及其运动规律。

（二）教学准备

本章节教学实践通过对 GAI 生成动态模拟视频加以观察的方式，以小组为单位对环流形成过程加以研究，并利用 GAI 工具验证猜想，从而完成对自然地理故意率的感悟，激发学生对于地理知识的探究欲。教师需准备提示词，使用多模态 GAI 工具生成教学资源。在 Prompt1中创建一个动画视频，详细展示地球单圈热力环流的形成过程，在其中包含空气在地面受热上升、高空水平运动、冷却下沉的过程，并在画面中标注高低压中心。随后在Prompt2 中绘制彩色三圈环流示意图，标注赤道、副热带、副极地、极地的上升与下沉气流等。

（三）实践活动流程

组织学生展开课前预习，教师利用智慧教学平台向学生推送预习资源，并提出驱动任务“若地球表面均匀且不自转，那么大气会如何运动。”学生自行分组，在观看教师准备的预习前资源之后，简单使用文字描述或手绘猜想。随后教师展示 Prompt1 中的动画视频，促使学生充分了解单圈环流的运动变化路线，初步验证猜想，此时教师再次提出问题“地球始终在自转与公转，那么所形成的环流是什么样的？”组织学生以小组为单位，教师给出“地转偏向力”“三圈环流”等关键词后，让学生向文本型GAI 工具提问，并尝试绘制出地球正常运动下的三圈环流图例，同时分析三圈环流的形成机理 [2]。在 GAI 工具为学生提供答案之后，教师利用 Prompt2 生成的三圈环流标准示意图与学生绘制图例进行对比，并通过动态模拟视频以更加生动直观的方式向学生解释三圈环流形成的机理。此时学生将所获得的文字理论与动态模型相结合，形成更加深刻的理解。最后教师在黑板上为学生总结本堂课程的知识脉络。

（四）结果反思

通过这样的教学实践创新活动，能够进一步提升学生的学习兴趣，在GAI 酷炫且科学的可视化内容下，将抽象的知识转变为更加生动有趣的内容，丰富了课堂教学资源的同时，进一步激发了学生的自主能动性。学生从传统的被动接收知识逐渐转化为主动探索，在向GAI 提问、验证与修正的过程中不断凝练批判性思维，有助于学生整体发展。

结束语：将多模态生成式人工智能融入高中地理教学，是一次极具价值的创新探索。它以技术赋能教育，通过“化静为动、化抽象为具体、化统一为个性”的方式，有效破解了教学难点，为学生地理核心素养的培育提供了强劲动力。

参考文献：

[1] 张军爱 , 刘海军 , 崔东 . 多模态 GAI 赋能高中地理教学的价值定位、创新功能与风险挑战 [J]. 地理教学 ,2025,(13):14-19.

[2] 颜晓芬 . 新高考改革视角下的高中地理课堂创新教学策略研究[J]. 高考 ,2025,(16):21-23.

课题：本文系扬州市教育科学“十四五”规划2023 年度课题“设置任务 增强效果一地理任务促进课堂教学效率的研究”（课题立项号：2023/P/027）的研究成果。