人工智能在考試評價領(lǐng)域的實踐研究*
——以2023 年江蘇省高考地理試題為例

孫 旭 林厚從

（常州市第一中學(xué), 江蘇 常州 213000）

一、引言

作為推動新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)改革的核心力量，人工智能已經(jīng)孕育了豐富的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新模式，同時也為現(xiàn)代化教育開啟了更多的可能性。當(dāng)前我國已高度認(rèn)識到人工智能對教育產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，正積極采取措施推動人工智能和教育的深度融合，以促使教育領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多的創(chuàng)新和變革。國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出要充分利用人工智能技術(shù)加速人才培養(yǎng)模式的革新和教學(xué)方法的改革，從而更好地推進(jìn)教育現(xiàn)代化的進(jìn)程。隨著ChatGPT等新一代人工智能技術(shù)的崛起，教育工作者開始重新構(gòu)想和改變教育的未來走向。本文重點(diǎn)研究ChatGPT在地理試題領(lǐng)域的應(yīng)用，為人工智能如何融入地理教學(xué)以及地理教師如何應(yīng)對人工智能時代的挑戰(zhàn)提出一些建議。

二、人工智能解答地理試題的分析

1.試題轉(zhuǎn)化與處理

當(dāng)前ChatGPT已經(jīng)集成多模態(tài)功能，即突破了單純的文字功能，可以對圖片語音等進(jìn)行識別與生成。但經(jīng)過測試，ChatGPT對地理試題的圖片識別能力較差，所以在利用ChatGPT解答地理試題時，必須對試題圖片進(jìn)行文字轉(zhuǎn)述后才能由ChatGPT進(jìn)行解答。以2023年江蘇省高考地理試題為例，如果圖片信息不影響解題，可直接復(fù)制文字題干，由ChatGPT進(jìn)行解答。例如，選擇題第1題的題干為：“游客在蒙基米亞全年都能與野生海豚互動，主要取決于什么。”該題的圖片信息為游客與海豚互動，有無此圖并不影響解題，所以可以直接忽略。而第10題的題干為：“下圖中反映北上寒流和巴西暖流交匯處緯度位置年內(nèi)變化的曲線是？”題目所給的選項為圖片，所以必須轉(zhuǎn)變?yōu)槲淖植趴梢杂蒀hatGPT進(jìn)行解答（見圖1）。

圖1 2023年江蘇省高考地理第10題圖文轉(zhuǎn)換

除了以上兩種情況外，如果試題的圖片信息復(fù)雜且和題目高度相關(guān)，就較難由ChatGPT進(jìn)行處理。例如，第11～13題所提供的圖片為某年4月9日某時刻亞洲局部地區(qū)海平面天氣圖，圖片內(nèi)容復(fù)雜，過度的語言描述會干擾人工智能識別關(guān)鍵信息，影響正確率。因此，該類題目只能進(jìn)行簡單描述，或者放棄處理。

2.答題準(zhǔn)確度分析

筆者對2023年江蘇省高考地理試題的選擇題部分進(jìn)行了適度文字化處理，基于GPT-4.0模型進(jìn)行解答，最終結(jié)果為答錯4題（共22題），分別為第6、9、10、13題。根據(jù)其解答情況可以發(fā)現(xiàn)，這些解答錯誤的題目中，除了第9題是由于無法正確理解西風(fēng)帶位置對洋流的影響，其他三道題目均與無法準(zhǔn)確識別圖片有關(guān)（見表1）。

表1 基于GPT-4.0的試題作答分析表

3.解析合理性分析

人工評判ChatGPT生成試題解析的合理性進(jìn)行人工評判發(fā)現(xiàn)，在所有答對的題目中，除了第1題給出的解析比較片面，其余題目的解析均有理有據(jù)。以選擇題第21題為例，在完全不參考配圖的情況下，ChatGPT可以準(zhǔn)確地分析運(yùn)河沿線的大城市眾多、運(yùn)河與高鐵的功能及服務(wù)群體不同難以聯(lián)運(yùn)等信息，最后給出準(zhǔn)確答案（見圖2）。

圖2 GPT-4.0對第21題的作答結(jié)果

三、人工智能在地理教育中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

在當(dāng)前課改的背景下，地理教育是一項復(fù)雜又具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)地理時面臨著一系列共性問題，如缺乏個性化教育、理論與實踐脫節(jié)、及時反饋不足等。地理教師需要采取創(chuàng)新的地理教育方法，激發(fā)學(xué)生對地理的興趣，提供更好的個性化支持，培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力。通過使用GPT-4.0解答高考試題的實驗可以發(fā)現(xiàn)，即使是在遇到圖片信息障礙的前提下，GPT-4.0依舊能在解答中取得不錯的成績。基于此，本文嘗試?yán)肅hatGPT為學(xué)生提供個性化的輔導(dǎo)，并輔助教師批改作業(yè)。

1.給予學(xué)生個性化及跨學(xué)科的輔導(dǎo)

地理課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)不僅注重地理知識的掌握，更重視地理學(xué)科核心素養(yǎng)和實際應(yīng)用能力的提升。面對學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解水平上的差異，教師的時間與精力難以滿足其個性化需求。而ChatGPT可以根據(jù)每個學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀況和需求，隨時隨地提供個性化輔導(dǎo)和反饋。學(xué)生在與ChatGPT對話時，不僅能夠體驗到與先進(jìn)技術(shù)互動的樂趣，還能增強(qiáng)學(xué)習(xí)動力。

地理學(xué)科特性要求引入跨學(xué)科知識。近年高考改革和課程改革強(qiáng)調(diào)學(xué)科綜合性和在真實情境下學(xué)以致用的能力。因此，地理教學(xué)引入跨學(xué)科內(nèi)容變得尤為關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的分科教學(xué)模式導(dǎo)致部分教師的跨學(xué)科素養(yǎng)不足。2023年江蘇省高考地理試題涵蓋了大量歷史、生物學(xué)、思想政治等跨學(xué)科知識，僅依靠地理教師的講解會忽略某些學(xué)科知識內(nèi)容。ChatGPT憑借其龐大的知識庫和信息整合能力，為地理教學(xué)提供了跨學(xué)科支持，能夠從多學(xué)科角度為學(xué)生提供詳細(xì)而完整的講解，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的深度和廣度。

2.輔助教師進(jìn)行作業(yè)批改

在選擇題的批改及分析實現(xiàn)精準(zhǔn)自動的時代，綜合題依舊依賴人工批改及分析。當(dāng)前地理綜合題存在答題文字量越來越大、表述方向越來越復(fù)雜的趨勢，給答卷批改帶來了如下問題。第一，地理答卷同作文一般需要教師花費(fèi)大量的時間和精力進(jìn)行人工評價。第二，在這個過程中受教師的主觀傾向及學(xué)生作答內(nèi)容的多樣性影響，難以精準(zhǔn)地對每個學(xué)生的答題進(jìn)行評價，同樣的答案可能會被不同的教師賦予不同的分值。第三，由于工作量的原因，教師往往只能為學(xué)生提供每個小題的得分分值，而難以為每個學(xué)生提供個性化指導(dǎo)，導(dǎo)致綜合題得分的提升一直是地理教學(xué)中的難點(diǎn)。

通過掃描及文字識別技術(shù)，教師可以快速地將學(xué)生答案轉(zhuǎn)化為word文檔。將答題標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)生答案錄入ChatGPT便可以快速獲得批改結(jié)果。以2023年江蘇省高考地理綜合題第25題為例，ChatGPT的批改結(jié)果如下所示（見圖3）。

圖3 GPT-4.0對第25題學(xué)生作答內(nèi)容的批改結(jié)果

以上ChatGPT對三位學(xué)生的批改與線下教師對學(xué)生的批改情況基本一致。通過ChatGPT的記憶功能，在批改完所有學(xué)生的試題時，ChatGPT還可以通過數(shù)據(jù)分析、知識點(diǎn)分析等為每一位學(xué)生提供一份相應(yīng)的試卷分析報告，讓學(xué)生更加清晰地認(rèn)識到自己的問題并進(jìn)行調(diào)整，這是傳統(tǒng)的作業(yè)批改難以實現(xiàn)的。

四、結(jié)語

通過ChatGPT在地理試題中的解題、分析、輔導(dǎo)、閱卷等功能的實踐測試，本研究發(fā)現(xiàn)人工智能作為一種智能輔助工具，在地理教學(xué)中的實踐應(yīng)用前景廣闊。本研究也發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)會對教師的教學(xué)及學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一些不利的影響，如出現(xiàn)新型的抄襲模式、過度依賴人工智能等問題。因此，在信息化環(huán)境下，對于ChatGPT的應(yīng)用也需要相應(yīng)的引導(dǎo)和監(jiān)督，要確保它作為輔助工具而非完全替代教師。當(dāng)前，在地理試題領(lǐng)域應(yīng)用人工智能還需面臨圖文轉(zhuǎn)換等相對繁瑣的工作，但伴隨著其功能的不斷優(yōu)化與升級，相信這些問題很快便可以得到完善。更多的研究需要深入探索ChatGPT與教師之間的協(xié)作模式，積極探索人工智能環(huán)境下的新型地理教育方式，使人工智能技術(shù)在教學(xué)實踐中發(fā)揮最佳作用。