生成式人工智能在高中地理教学中的应用分析

引言

地理学科有自然科学和社会科学的特点，是一门综合性学科。高中地理的教学内容包括自然地理环境演变规律、人文地理现象分析、区域可持续发展路径等多个方面，所以天然适合和生成式AI 技术深度结合。本文以新人教版教材当作研究对象，系统探讨生成式 AI 在高中地理教学中的创新应用方法，目的是为智能时代的地理教育改革提供实践参考。

1. 生成式AI 技术和地理学科教学的契合点

1.1 空间思维可视化

地理学的核心就是空间分析。生成式 AI 技术能够用扩散模型、生成对抗网络等方法，把抽象的空间数据变成容易看懂的三维动态图像。例如，可以根据卫星照片生成高精度的数字地形模型，或者根据文字描述自动生成城市扩张的模拟图。这样不仅降低了专业地理软件的使用难度，并且能帮助研究者快速检验空间方面的想法，实现“想到就能看到”的新研究方式。

1.2 复杂地理系统模拟

自然地理系统和人文地理系统都有很复杂的非线性特点，传统的建模方法常常难以准确展现它们的变化规律。生成式AI 技术能够通过强化学习和多智能体仿真，模拟洪水发展过程、城市交通变化等复杂情况。例如，用 Transformer 架构预测极端天气事件会怎么传播，或者生成显示虚拟城市社会经济活动强度的热力图。这样的模拟能为综合地理风险评估提供多方面的决策依据。

1.3 跨学科知识整合

地理学本身就有交叉学科的特点，生成式 AI 技术让这种整合能力变得更强。比如，用自然语言处理技术读懂历史文献里的地理信息，再结合遥感数据生成古代环境的复原图；或者把社会调查数据和地理空间分析放在一起，自动生成社区发展的政策建议报告。这种“数据-模型 - 应用”的全链条创新方式，正在改变地理学和其他学科合作研究的形式。

2. 在高中地理教学中生成式AI 的具体应用对策

2.1 智能化教学资源体系构建

（1）教学案例与情境素材的自动化生成：生成式 AI 技术可依据新人教版教材核心内容，整合气候变化、城市规划等社会热点议题，自动化构建符合课程标准的教学案例资源[1]。具体而言，在自然地理模块中，可模拟生成温带季风气候与地中海气候的对比数据集，促进学生理解气候特征差异性。针对人文地理领域，该技术能模拟城市空间扩张、产业梯度转移等社会经济现象，支撑" 区域发展" 主题教学实施。

（2）地理信息可视化智能呈现：生成式 AI 融合地理信息系统技术，动态生成三维地形模型及气候演变可视化动画，辅助抽象概念具象化认知。例如，在 " 地球运动 " 章节中，可生成太阳直射点移动轨迹的动态演示；针对"地貌形成"章节，能模拟流水侵蚀与风蚀作用过程，强化空间思维能力的培养。

（3）个性化学习资源适配机制：基于学习者作业完成度、测评成绩等多维数据，生成式 AI 可精准推送分层练习题、拓展文献及微课程资源，实现差异化教学策略[2]。

2.2 教学过程精准化支撑

（1）课堂交互智能响应系统：在教学中，教师可以将生成式AI 作为虚拟教学助手，使其主动参与问答讨论等教学环节，提高课堂的交互性。例如在 " 环境保护 " 单元中，生成式 AI 可以自动根据课堂内容设计碳排放减排路径等开放式问题链，激发学生的批判性思维，并提供实时反馈。

（2）学情诊断与靶向干预：生成式 AI 通过解析学生作答数据与课堂行为，精准地识别知识结构薄弱点，在此基础上生成定制化训练方案。若学生在 " 农业区位因素 " 模块的学习效果不理想，教师可以用该技术生成新疆棉花种植优势等典型案例，深化学生对区位因素综合作用机制的理解。

（3）虚拟实验情境构建：在教学中，教师可以利用生成式AI 创建安全可控的地理实验环境，支持地理现象探索。例如，可以模拟集约型与分散型城市化模式对生态系统的差异化影响，帮助学生理解可持续发展理念。

2.3 创新型教学模式探索

（1）项目式学习协同机制：在进行项目式学习的时候，教师可以将生成式 AI 作为项目式学习的辅助工具，帮助学生完成复杂的地理探究任务。以 " 区域协调发展 " 单元为例，利用该技术生成长三角与珠三角发展方案的对比，还可以模拟不同政策实施效应，支持学生不断地调整和优化方案设计。

（2）跨学科融合探究模式：教师可以利用生成式 AI 整合地理与数学、历史等学科知识体系，设计综合性研究任务。例如，结合统计学方法探究气候变化对农业产出的影响，融合历史维度解析丝绸之路的地理基础与贸易之间的内在关联机制。

（3）虚拟实地考察系统：教师可以生成式 AI 构建全球地理场景的虚拟环境，让学生足不出户就能了解各个地理场景的具体情况。如在" 世界地理 " 教学中，生成撒哈拉沙漠与亚马逊雨林等典型区域虚拟场景，深化学生的区域特征认知。

3. 结语

生成式 AI 为高中地理教学带来了前所未有的创新机遇，其与新人教版教材的深度融合正在重塑地理课堂的形态与内涵。在具体的高中地理教学中，教师可以通过构建智能化资源体系、开发精准化教学工具、探索创新性学习模式，更好地满足学生的学习需求，实现对其地理学科核心素养的深度培养。

参考文献

[1] 陈胜贤 . 生成式人工智能在高中地理个性化教学中的运用 [J].中学地理教学参考 ,2024(5):16-21.

[2] 侯瑜 , 户清丽 . 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 [J]. 地理教学 ,2024(5):24-28.

[3] 沈祎祺 , 吴小荣 . 生成式人工智能在高中地理教学中的应用探究——以 ChatGPT 应用于“地域文化与城乡景观”教学为例 [J]. 地理教育 ,2025,(05):23-28.

[4] 李佳梦 , 赵媛 . 生成式人工智能在高中地理微型议题式教学中的应用与反思 [J]. 中学地理教学参考 ,2025,(01):60-64.