ChatGPT輔助培養地理思辨力的主題式教學設計實踐

摘 要：地理思辨力是高中地理高階能力和核心素養的重要組成部分，教師可以利用ChatGPT的海量知識庫、先進的語言處理功能和人機交互能力，為學生地理思辨力的培養提供技術支持。在“全球氣候變化與國家安全”一課的教學中，教師利用ChatGPT輔助開展主題式教學設計與地理思辨課堂教學的實踐，通過搭建人機交互形式的思辨平臺，引導學生為地球“把脈”、為地球“診斷”、為地球“治療”，促進學生在實際情境中運用和發展地理思辨力。

關鍵詞：地理思辨力；主題式教學設計；高中地理；ChatGPT；全球氣候變化與國家安全

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）23-0139-06

ChatGPT是一種人工智能技術驅動的自然語言處理工具，其擁有海量的知識儲備能力和強大的語言處理功能，可以為學生提供個性化的學習材料和解答，以及幫助教師高效地完成思辨活動的主題式教學設計。同時，其智能化人機交互技術為創建互動性強、適應性高的主題式教學環境提供了可能。地理思辨力是對地理現象及其本質進行深入分析、批判性思考和合理判斷的能力，是地理學科核心素養中的高階能力［1］，培養學生的地理思辨力也是地理教育的重要目標之一。在高中地理教學中，主題式教學設計圍繞具體主題的深入探討，能夠激發學生學習的興趣，促使學生在實際情境中運用和發展地理思辨力。下面，筆者以“全球氣候變化與國家安全”這一具有挑戰性的高中地理思辨議題為例，探討利用ChatGPT輔助開展主題式教學設計與地理思辨課堂教學的實踐。

一、教學內容分析

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》對“全球氣候變化與國家安全”一節課提出要求：運用碳循環和溫室效應原理，分析碳排放對環境的影響，說明碳減排國際合作的重要性［2］。“全球氣候變化與國家安全”這節課選自人教版高中地理選擇性必修3“資源、環境與國家安全”。該內容在全球氣候變暖的成因上，只強調了全球氣候變暖與人類活動的關系，未提及其與自然因素的關系；在全球氣候變暖的影響上，突出全球變暖有害的一面，未提及其有利的一面。對此，教師要引導學生分析全球氣候變暖與人為碳排放的關系，辯證地看待全球氣候變暖的利與弊，掌握應對全球氣候變暖的措施，提高學生思考和辨析問題的能力。

二、教學設計思路

（一）精選思辨議題

地理學科具有綜合性、復雜性的特點，能為學生的思辨活動提供豐富的思辨議題。培養學生地理思辨力的前提在于思辨議題的選擇。教師應多關注與科學、生活有關的思辨議題，如全球氣候變化、南水北調等，此類議題能夠激發學生學習的興趣，引發學生思考。同時，教師要立足教材，根據不同內容選擇具有一定深度和現實意義的議題，并且與學生的學習和生活經驗有關，從而讓學生有充分思考和表達的空間。

ChatGPT具有基于啟發性內容生成能力和對話情境理解能力，可作為輔助教師備課的工具，便于教師深入挖掘思辨素材，為教師提供立意新穎的教學思路［3］。筆者設計了“把脈”地球、“診斷”地球、“治療”地球等三個梯度性的議題主題（如圖1所示），利用ChatGPT的海量知識功能，引導學生挖掘思辨議題的深度信息，并在此基礎上形成教學過程的設計思路。

（二）營造思辨氛圍

培養學生地理思辨力的關鍵在于營造思辨氛圍。教師通過構建和諧融洽的師生關系，為學生提供開放思維的環境，有助于張揚學生的個性，增強其思辨能力［4］。ChatGPT可以是一位友好的虛擬教師，為學生提供即時的學習平臺，學生可以大膽地向ChatGPT提問。ChatGPT也可以模擬真實的師生互動，教師通過與其模擬互動得到學生可能存在的疑問，再通過加強與學生的互動和引導，幫助學生解決學習中的疑難問題。基于ChatGPT的教育角色，ChatGPT不僅能增強課堂的趣味性，而且能重塑師生關系，創建寬松且愉快的學習環境。因此，為營造思辨氛圍，教師可將ChatGPT作為技術支持，在確定思辨議題的基礎上，鼓勵學生主動向ChatGPT提問，并對ChatGPT生成的信息進行批判性思考；可以使用ChatGPT生成富有挑戰性和啟發性的問題，讓學生與ChatGPT共同探討，激發學生的思辨興趣。

（三）設計思辨活動

培養學生地理思辨力的核心在于思辨活動的設計。ChatGPT可以作為思辨活動的“設計師”，不僅能生成豐富多樣的活動方案，而且還能創造各種地理情境。此外，ChatGPT還具備語音對話功能，學生能隨時隨地與其進行對話，獲取個性化的學習資源，同時，便于教師通過管理教學過程，提高思辨活動的效率。因此，教師要充分利用ChatGPT設計教學活動，增加地理教學的創新性和趣味性。例如，在辯論式教學中，教師可以采用人機辯論的形式，增強學生的學習體驗；在游戲化教學中，教師可利用ChatGPT參與角色扮演游戲，將其作為模擬場景中的虛擬人物與學生互動，為學生提供信息及反饋。這些多樣化的思辨活動能激發學生的積極性，促進學生對知識的深層理解。

（四）運用思辨評價

進行思辨評價有助于提升學生地理思辨力的活力。ChatGPT可以作為“命題人”“評卷員”，能根據思辨過程的人機對話，生成與活動內容密切相關的試題，同時還能根據不同學生的作業或對話進行個性化反饋，并結合教師和學生的評價進行綜合考量。因此，教師可以采用“師—機—生”的評價模式評價學生的思辨力。“師”指的是教師評價，教師要關注學生思辨過程中的表現，采用多元化的評價方式，例如從創新能力、問題解決能力和語言邏輯等方面進行評價。“機”指的是ChatGPT評價，教師使用ChatGPT生成試題，待學生完成試題，再由ChatGPT批改并分析學生的思辨力。“生”指的是學生自評和互評，自我評價可以激發學生進行自我反思，提高自我認知和思辨水平，而學生互評可以訓練學生的批判性思維，培養學生多角度思考問題的能力。

三、教學過程設計

（一）導入環節

教師依次播放極端炎熱和極端寒冷天氣的視頻，通過創設問題情境，引發學生思考全球氣候在發生著怎樣的變化。

學生聯系生活提出疑問：既然全球氣候在變暖，為什么常有新聞報道世界多地打破了歷史低溫紀錄以及出現寒潮天氣？

設計意圖：教師抓住學生的認知矛盾創設問題情境，引發學生思考，營造了良好的思辨開端，再順勢引出ChatGPT，幫助學生理解天氣和氣候的區別。

（二）探究主題一：為地球“把脈”

教師出示探究問題一：什么原因導致地球“發熱”？

1.溫室效應與全球氣候變暖的關系

教師通過課件展示教材中的圖片（如圖2所示），利用ChatGPT獲取資料，并請學生回答：氣溫和二氧化碳濃度兩條曲線是怎樣變化的？溫室效應對全球氣候變暖有何影響？

學生讀圖并回答問題，繪制出大氣的受熱過程，運用碳循環知識和溫室效應原理說明全球氣候變暖的原因。

教師設計與ChatGPT對話，生成備課資料（如表1所示）。

設計意圖：教師引導學生運用所學知識解決地理學習中的問題，促進思維發展。

2.全球氣候變暖的影響因素

145cd177bd5c119385bd90bc0bffb988教師利用課件展示第一次工業革命后全球二氧化碳排放量的變化示意圖（如圖3所示），引導學生思考：人類活動是怎樣影響大氣中二氧化碳排放量的升高？除了人類活動，還有哪些因素能導致二氧化碳排放量升高？

教師利用學校提供的設備，給每名學生分發一部能使用ChatGPT的學習平板。

學生分小組思考并探討人為因素和自然因素對二氧化碳濃度的影響，在教師的指導下，通過學習平板上的ChatGPT獲取學習資料，再分享觀點。

設計意圖：學生在求證觀點的過程中，地理思辨力得到提升，使其在思考和分析地理問題時更具深度和廣度。

（三）探究主題二：為地球“診斷”

教師出示探究問題二：全球氣候變暖對國家安全有什么影響？

教師利用課件展示馬爾代夫水下內閣會議和圖瓦盧舉國搬遷的案例，然后請學生思考：全球氣候變暖對國家安全造成哪些影響？

學生通過案例分析全球氣候變暖對國家安全帶來的不利影響。

教師引導學生思考：全球氣候變暖是否百害而無一利？若有利，那么利大還是弊大？

教師組織學生分小組與ChatGPT進行辯論。學生通過ChatGPT收集資料，由各組派代表參與辯論（如表2所示）。

（四）探究主題三：為地球“治療”

教師出示探究問題三：應對全球氣候變暖的措施有哪些，如何落實這些措施？

教師利用ChatGPT生成活動方案，并扮演大會主持人組織學生開展活動（如下頁表3所示）。

學生通過指令讓ChatGPT扮演角色，或直接與ChatGPT對話，獲取所代表國家的背景資料等，并以代表身份參與全球氣候大會。

設計意圖：學生在模擬全球氣候大會上進行交流和辯論，培養了談判、溝通和合作的技能，促進地理思辨力的提升。

（五）課堂總結

教師小結：全球氣候變暖是一個長久的氣象趨勢，人類正在經歷全球氣候變暖的發展趨勢。人為因素和自然因素都影響著全球氣候變暖，但科學研究表明，人為碳排放是全球氣候變暖的主要原因。全球氣候變暖對國家安全的影響有利也有弊，需要辯證地看待。全球氣候變暖是人類共同面臨的挑戰，需要各國加強合作，共同應對這一挑戰。

（六）布置作業

為了促進地理思辨課堂的實施，教師需要對學生的學習效果進行檢測。ChatGPT能基于以上教學過程的對話生成練習題（如表4所示）。教師收集學生的回答情況并反饋給ChatGPT，讓ChatGPT分析學生作業，同時評價學生的地理思辨力發展情況。ChatGPT的評價結果可以為教師的思辨評價提供參考。

四、教學反思

ChatGPT作為一種新興技術工具，為高中地理思辨力的課堂設計提供了新思路。教師可以將ChatGPT作為思辨課堂的輔助工具，在備課、教學實施和教學評價等環節有效地使用ChatGPT，從而更好地促進學生思維能力的發展。教師在運用人機交互式教學模式時，應當指導學生正確使用ChatGPT，引導學生積極發散思維，使學生在該模式下通過與ChatGPT進行互動，獲取個性化的學習資料，有利于提高學生對地理現象的觀察和分析能力。此外，教師需要轉變傳統的教學角色，從單純的知識講授向引導學生自主思辨轉變，重視學生思維水平的提升，從而利用ChatGPT創造一個自由開放的思辨學習環境。

使用ChatGPT也存在潛在的風險和不足。教師和學生需要掌握創新且規范的使用方法，最大限度地發揮ChatGPT的正面作用，并避免潛在的風險。此外，地理思辨力的培養是一個持續的過程，這要求教師將學生地理思辨力的培養理念持續滲透在日常教學之中。

參考文獻

［1］周曉英.地理思辨力落地路徑的探索：以《海洋權益》一課為例［J］.教育界（基礎教育），2018（10）：102-103.

［2］中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］盧宇，余京蕾，陳鵬鶴，等.生成式人工智能的教育應用與展望：以ChatGPT系統為例［J］.中國遠程教育，2023，43（4）：24-31.

［4］張維憲，王洪寧.淺談中小學思辨性課堂創建策略［J］.新校園，2023（9）：15-18.

注：本文系廣西普通本科高校示范性現代產業學院“南寧師范大學自然資源數字產業學院建設”（桂教高教〔2021〕50號）的研究成果。

（責編 楊 春）

作者簡介：黃冬，1999年生，廣西寧明人，碩士研究生在讀，主要研究方向為中學地理教學；黃秋燕，1973年生，廣西賓陽人，博士研究生，教授，主要從事資源環境遙感、農業遙感、地理信息技術及地理教學研究；曾思雨，2001年生，湖南瀏陽人，碩士研究生在讀，主要研究方向為中學地理教學。