融合数字化工具与AI技术的地理教学探究

一、研究背景与意义

（一）政策背景与教学改革需求

《普通高中地理课程标准（2017 年版2020 年修订）》在“课程资源开发与利用建议”中特别强调要“重视信息技术在地理教学中的应用”，要求教师“积极运用地理信息技术，开发数字化课程资源”[1]。这一政策导向反映了新时代地理教育对技术融合的迫切需求，强调通过数字化手段培养学生地理核心素养。2022 年教育部发布的《教育信息化2.0 行动计划》进一步提出要推动人工智能、大数据等新技术与教育教学的深度融合[2]，为地理教学改革指明了方向。

（二）传统教学的现实困境与数字化突破

传统自然灾害教学主要通过观看图片、文字方面，学生感知效果比较差。本文在门头沟7.31 暴雨的真实背景下运用数字技术和AI 技术尝试突破这一现象。利用 AI 辅助检索门头沟历史上的洪涝灾害数据，包括发生时间和地点等，并将数据进行可视化呈现；运用Google Earth Pro 软件建立流域与地形的关联分析；利用GIS 进行多要素叠加分析自然和社会因素；多数据的应用，为学生提出防治措施提供依据。本案例为建立“数字化+AI”的地理探究式教学提供借鉴。

二、基于“数字化+AI 技术”的地理探究教学行动框架构建

本框架以立德树人为根本价值导向，以地理核心素养为培养目标，以门头沟7.31 暴雨事件，构建基于“数字化+AI 技术”的地理探究教学行动框架，见图1，在整体运行过程中体现“价值引领-资源支撑-内容设计—素养产出”的逻辑，并强调不断优化，为一线教师提供借鉴。

三、教学实施

在课程设计和实施过程中，从学生实际的生活区域入手，基于真实情境门头沟7.31 特大暴雨，依据AI 辅助文献检索，分析门头沟洪涝发生的时空性、区域性（山区和平原的区别）；依据Google Earth Pro 和GIS 空间分析洪涝灾害发生原因的要素综合性；利用AI 文献搜索和思维逻辑可视化分析防御措施变化和防御措施实施的区域综合性，进而对洪涝灾害的发生、防御有正确认识，确立防灾减灾意识。该教学使学生能够在情境学习中主动建构、在问题解决中自主学习，在体现地理课程价值的同时，更有助于培养学生的地理核心素养。

（一）教学目标

1.利用AI 查找分析文献数据，从时空角度分析门头沟历史上洪涝情况，并从地理角度提出相关问题？2.利用AI 查询文献搜集图文资料，从多要素角度分析门头沟洪涝灾害发生的自然与人文条件，感知区域不同，分析平原和山区洪涝灾情的不同。

3.通过GIS 空间分析，分析门头沟城市洪涝灾害的自然和人文原因？

4.结合水循环原理，利用 AI 进行文献查询概括治理永定河泛滥的措施及其变化，并从区域综合的角度提出减少门头沟洪涝灾害的措施。

（二）数字化工具和AI 技术的应用与学生探究过问题1：门头沟洪涝灾害的时空分布特征？

图 1 基于“数字化+AI 技术”的地理探究教学行动框架

学生活动：学生利用AI 搜寻与门头沟历史上洪涝灾害相关的文献：利用 Deepseek 输入关键字“请帮我查询关于门头沟历史上发生洪涝灾害的文献”等查询相关文献并统计洪涝灾害的发生情况。

并利用Excel 统计统计工具生成如下表格。

学生活动：学生利用豆包AI 工具生成逻辑思维导图，并分析结果。

表 11949 年以来门头沟重大洪灾连续降雨时间表

图2 利用豆包生成门头沟洪涝灾害的时空分布特征的思维导图

教师补充总结。

问题2：结合7.31 暴雨，分析门头沟洪涝灾害多发的自然原因和人文原因？山区和平原灾情有何不同？学生活动：在 GIS 中将行政区、地形、土地利用类型等多要素叠加，见图 3。

学生活动：通过以上资料综合分析门头沟洪涝灾害多发的原因，利用Deepseek 和豆包对分析结果进行可视化呈现。

问题3：结合水循环原理，概括治理永定河泛滥的措施及其变化，并从区域综合的角度提出减少门头沟洪涝灾害的措施？

学生活动：学生利用AI 工具deepseek 查询门头沟历史上永定河泛滥的治理措施及其变化，并从区域综合的角度提出门头沟洪涝灾害防治的措施，最后利用 AI 工具豆包进行思维逻辑的可视化。

图4 门头沟洪涝灾害多发的原因的思维逻辑可视化呈现

图5 门头沟防治措施的历史演变及区域综合防控措施思维逻辑可视化

四、结论

（一）AI+数字化教学：显著提升学习深度与效率

AI 工具可快速查询与门头沟洪涝灾害相关的文献资料和数据，帮助学生数据文献查询、分析、可视化等当面提供强有力的支持，整个过程更加直观、可感知，提升了资料处理和分析的效率，并为实现个性化教学提供支持。

（二）技术组合（Google Earth Pro 和 GIS）：增强空间认知与分析能力

Google Earth Pro 建立门头沟流域与地形关联分析，分析洪涝灾害发生与流域地形关系。GIS 叠加门头沟区DEM 地图、水系图、土地利用图（林地、耕地等）。学生可清晰看到：暴雨与地形的关系；城镇化对洪涝灾害的影响，极大提升了空间思维和地理实践力。

（三）真实案例教学：深刻促进人地协调观与综合思维培养

门头沟 7.31 灾害是发生在学生生活或熟悉区域的重大真实事件，具有极强的时效性和地域亲近感。这能立即抓住学生注意力，激发其了解家乡、关心社会的责任感。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中地理课程标准（2017 年版2020 年修订）[S]. ：人民教育出版社，2020： 58-60.

[2] 教育部. 教育部关于印发《教育信息化2.0 行动计划》的通知（教技〔2018〕6 号）[Z]. 2018.