生成式人工智能在高中地理思维型课堂教学中的应用初探及反思

摘要：高中地理教学旨在培养学生的地理思维，使其能够运用地理知识分析和解决实际问题。生成式人工智能的出现为高中地理课堂教学带来了新的机遇和挑战。探索其在思维型课堂教学中的应用，对于创新地理教学模式、提高学生地理思维能力具有重要意义。基于此，以下对生成式人工智能在高中地理思维型课堂教学中的应用初探及反思进行了探讨，以供参考。

关键词：生成式人工智能；高中地理思维型课堂教学；应用初探及反思

引言

在当今科技飞速发展的时代，生成式人工智能作为一种新兴技术，正逐渐渗透到教育领域。高中地理作为一门综合性较强的学科，对学生的思维能力培养有着较高要求。如何借助生成式人工智能构建思维型课堂教学，提升地理教学质量，成为教育工作者亟待探索的重要课题，值得我们深入研究。

一、生成式人工智能常见类型

生成式人工智能常见类型丰富多样，各自具有独特的特点和应用场景，在不同领域发挥着重要作用。语言生成模型。这类模型以自然语言处理技术为基础，能够根据输入的文本信息生成与之相关的自然语言文本。例如，GPT系列模型就是典型的语言生成模型。它可以用于文本创作，如撰写新闻报道、故事、诗歌等；还能进行智能对话，模拟人类的对话方式与用户进行交流，为用户解答问题、提供信息和建议。在高中地理教学中，它可以帮助学生理解复杂的地理概念，通过生成生动形象的解释文本，让学生更易掌握。图像生成模型。图像生成模型能够根据特定的描述或数据生成相应的图像。例如，DALL·E等模型可以根据用户输入的文字描述，如“热带雨林的景观”，生成逼真的图像。在地理教学中，图像生成模型可以为学生展示各种地理景观、地质构造等难以直接观察到的内容，使学生更直观地感受地理现象。音乐生成模型。音乐生成模型可以根据特定的规则或风格生成音乐作品。虽然在地理教学中直接应用相对较少，但在一些跨学科的教学活动中，如地理与艺术的融合课程中，它可以为学生创造独特的音乐氛围，辅助学生更好地理解地理文化与艺术之间的联系。

二、生成式人工智能在高中地理思维型课堂教学中的应用与反思

（一）辅助地理知识讲解，深化空间思维

生成式人工智能可以为高中地理知识的讲解提供丰富且生动的辅助，有助于深化学生的空间思维。例如，在讲解地球的内部圈层结构时，传统教学可能仅通过书本上的二维示意图来展示，学生较难形成直观的空间概念。而利用生成式人工智能，教师可以让其生成地球内部圈层结构的三维动态模型。这个模型可以从不同角度展示地壳、地幔和地核的位置、厚度以及它们之间的关系。学生可以通过操作模型，全方位观察地球内部的结构，仿佛置身于地球内部进行探索。同时，人工智能还能根据学生的疑问，实时生成详细的文字解释，如地幔物质的组成和状态等。通过这种方式，学生能更清晰地理解地球内部圈层的空间分布，有效提升空间思维能力，使抽象的地理知识变得更加具体可感。

（二）设计探究情境，培养逻辑思维

生成式人工智能能够设计出多样化的地理探究情境，从而培养学生的逻辑思维能力。例如，在学习“气候变化对生态系统的影响”这一内容时，人工智能可以根据相关地理数据和研究成果，生成一个虚拟的生态系统情境。在这个情境中，设定气候变化的各种参数，如气温升高、降水变化等。学生需要通过分析这些参数的变化，探究对生态系统中生物种类、数量以及生态平衡的影响。他们需要运用所学的地理知识，进行逻辑推理和分析，找出其中的因果关系。比如，气温升高可能导致某些物种的栖息地减少，进而影响其种群数量。通过这样的探究情境，学生在解决问题的过程中不断锻炼逻辑思维，学会从复杂的地理现象中梳理出内在的逻辑联系。

（三）促进知识融合，激发创新思维

生成式人工智能可以促进地理知识与其他学科知识的融合，激发学生的创新思维。例如，在研究“城市地理”相关内容时，人工智能可以整合历史、文化、经济等多学科知识，生成一个关于城市发展演变的综合性事例。这个事例中既包含城市在不同历史时期的地理区位变化，又涉及到当时的文化特色和经济发展模式。学生在分析这个事例时，需要综合运用多学科知识，从不同角度思考城市发展的原因和未来趋势。他们可能会提出一些创新性的观点，如结合现代科技如何优化城市的空间布局等。通过这种跨学科的知识融合和问题探究，学生的思维视野得到拓宽，创新思维得到激发，能够培养他们综合运用知识解决实际问题的能力。

（四）个性化学习支持，提升自主学习能力

生成式人工智能能够根据每个学生的学习情况提供个性化的学习支持，极大地提升学生的自主学习能力。例如，在高中地理的区域地理学习中，不同学生对不同区域的理解和掌握程度存在差异。人工智能可以通过分析学生在课堂练习、作业、测验等方面的数据，了解每个学生的知识薄弱点和学习需求。对于在亚洲地理部分存在理解困难的学生，它可以为其生成专门的学习资料，如针对亚洲某一特定地区的详细地理特征介绍，包括地形、气候、人文等方面，并结合生动的图片、视频等多媒体资源进行展示。同时，还能根据学生的学习进度和反馈，调整学习内容和难度，提供针对性的练习题和问题引导。比如，对于已经掌握了基础知识的学生，提供一些拓展性的探究问题，如分析亚洲某地区的经济发展模式对周边地区的影响；而对于基础较薄弱的学生，则着重强化基础知识的巩固，如通过互动式问答帮助他们熟悉亚洲主要山脉、河流的分布等。通过这种个性化的学习支持，学生能够更加自主地安排学习计划，根据自己的实际情况进行有针对性的学习，从而提高学习效率和学习效果。

结束语

生成式人工智能在高中地理思维型课堂教学中的应用具有一定的优势和潜力，但也面临着一些挑战。在今后的教学中，我们应不断探索和完善其应用策略，充分发挥其优势，规避不足，以更好地培养学生的地理思维能力，推动高中地理教学的发展。

参考文献

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