人工智能賦能初中地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2025）20—0074—04

引言

1.現(xiàn)實(shí)背景：從全球議題到校園行動(dòng)

隨著全球塑料污染問題日益嚴(yán)峻，中國(guó)于2022年提出“以竹代塑”的倡議，旨在推動(dòng)竹材這一可再生資源替代塑料制品。校園作為塑料制品的集中使用場(chǎng)景，是踐行生態(tài)文明的微觀實(shí)踐場(chǎng)域。而地理學(xué)科特有的“人地協(xié)調(diào)觀”教育要求，使得“以竹代塑”這一國(guó)家戰(zhàn)略通過(guò)校本化實(shí)施，轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力的有效載體。

2.教學(xué)困境：傳統(tǒng)探究活動(dòng)的局限性

當(dāng)前，開展初中地理在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，面臨三重挑戰(zhàn)： ① 數(shù)據(jù)獲取困難，學(xué)生難以自主分析較為復(fù)雜的地理問題； ② 方案設(shè)計(jì)缺乏深度，多停留在理論層面，實(shí)操性弱且量化支撐不足，不具有可行性和代表性； ③ 成果展示單一，傳統(tǒng)手抄報(bào)、調(diào)查報(bào)告等形式難以激發(fā)學(xué)生的持續(xù)興趣。

3.技術(shù)契機(jī)：人工智能賦能的地理實(shí)踐創(chuàng)新

人工智能技術(shù)為破解上述困境提供了新路徑： ① 通過(guò)人工智能圖像識(shí)別技術(shù)可以完成基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)任務(wù)，解決人工調(diào)查效率低的問題。 ② 利用地理GIS工具或地圖工具可有效進(jìn)行空間位置和時(shí)空分布的獲取，有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維。 ③ 利用DeepSeek等生成式人工智能技術(shù)可以協(xié)助進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和問題的解決，提升決策的科學(xué)性。 ④ 通過(guò)人工智能圖像生成工具可以進(jìn)行作品的創(chuàng)作，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力以及美學(xué)素養(yǎng)。

4.研究定位：微觀場(chǎng)景中的素養(yǎng)培育

筆者以校園這一微觀空間為研究對(duì)象，通過(guò)“以竹代塑，美化校園”項(xiàng)目，探索如何利用人工智能工具降低分析實(shí)際問題的專業(yè)門檻、如何通過(guò)技術(shù)賦能使學(xué)生成為環(huán)保行動(dòng)的主動(dòng)設(shè)計(jì)者而非被動(dòng)參與者。其意義不僅在于推動(dòng)校園的可持續(xù)發(fā)展，更在于構(gòu)建一種“真實(shí)問題一人工智能工具一素養(yǎng)生成”的新型地理學(xué)習(xí)范式。

人工智能賦能校園地理研究的理論框架

筆者構(gòu)建的理論框架主要包含兩大核心支柱：教育理論支撐和技術(shù)工具模型（如下頁(yè)圖）。 ① 在教育理論層面，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，強(qiáng)調(diào)通過(guò)“以竹代塑，美化校園”這一真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系，在解決實(shí)際環(huán)境問題的過(guò)程中深化對(duì)可再生資源利用的理解。同時(shí)，融入STEAM教育理念，實(shí)現(xiàn)“科學(xué)一技術(shù)一工程一藝術(shù)一數(shù)學(xué)”的整合。 ② 在技術(shù)工具模型方面，構(gòu)建了分層遞進(jìn)的應(yīng)用框架。感知層借助人工智能技術(shù)和實(shí)地調(diào)查等方式實(shí)現(xiàn)校園塑料垃圾的識(shí)別與統(tǒng)計(jì)，解決地理現(xiàn)象調(diào)查難的問題；分析層運(yùn)用人工智能工具輔助實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析竹制品與塑料制品的生命周期、環(huán)保性能，以幫助后期的決策；決策層則利用人工智能輔助方案生成系統(tǒng)對(duì)竹制品替代塑料的可行性進(jìn)行評(píng)估，使學(xué)生的環(huán)保方案設(shè)計(jì)更具科學(xué)性。這三個(gè)技術(shù)層次環(huán)環(huán)相扣，共同支撐起從問題發(fā)現(xiàn)到方案制訂的完整探究過(guò)程。

表1

人工智能賦能初中地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐

1.結(jié)合真實(shí)情境，確定項(xiàng)目主題

“美化校園”是人教版地理七年級(jí)上冊(cè)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)內(nèi)容之一。《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）中雖未直接出現(xiàn)“美化校園”的專項(xiàng)表述，但其核心素養(yǎng)與課程內(nèi)容均提供了開展此類實(shí)踐活動(dòng)的明確依據(jù)，如要求“認(rèn)識(shí)人類活動(dòng)與地理環(huán)境的關(guān)系，形成尊重自然、和諧發(fā)展的態(tài)度”“運(yùn)用地理工具和方法，解決真實(shí)情境中的問題”。新課標(biāo)通過(guò)素養(yǎng)導(dǎo)向和實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)，為“美化校園”提供了隱形支持。

基于此，筆者確定將“以竹代塑，美化校園”作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題，并融合人工智能工具與STEAM教育理念開展真實(shí)情境下的項(xiàng)目實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生有效完成個(gè)性化任務(wù)，深化對(duì)可持續(xù)發(fā)展理念的理解，真正改善核心素養(yǎng)培育效果。

2.緊扣核心素養(yǎng)，制訂項(xiàng)目目標(biāo)

在人工智能技術(shù)賦能下，圍繞“以竹代塑，美化校園”項(xiàng)目的初中地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)整合地理核心素養(yǎng)與數(shù)字化能力，形成多維度的能力培養(yǎng)框架，具體如表1所示。

3.確定驅(qū)動(dòng)性問題，明確項(xiàng)目任務(wù)

驅(qū)動(dòng)性問題是指圍繞項(xiàng)自主題設(shè)計(jì)的、契合新課標(biāo)的、具有凝練意義的問題。基于學(xué)生的真實(shí)生活提出的驅(qū)動(dòng)性問題，具備開放性、挑戰(zhàn)性、實(shí)踐性與實(shí)用性，更容易引發(fā)學(xué)生自主探究，推動(dòng)學(xué)生問題解決，實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。因此，在探究“以竹代塑，美化校園”項(xiàng)目時(shí)，筆者根據(jù)初中生的知識(shí)水平和實(shí)踐能力，結(jié)合地理學(xué)科核心素養(yǎng)（區(qū)域認(rèn)知、綜合思維、人地協(xié)調(diào)觀、地理實(shí)踐力），提出了“如何通過(guò)‘以竹代塑'行動(dòng)，推動(dòng)校園可持續(xù)發(fā)展并減少塑料污染？”這一驅(qū)動(dòng)性問題，并將這一問題拆解成“校園塑料污染哪里來(lái)？”“如何用竹制品美化校園？”“如何讓校園落實(shí)‘以竹代塑'？”三個(gè)層層遞進(jìn)的子問題，每個(gè)子問題都設(shè)計(jì)出具體可行的學(xué)習(xí)任務(wù)（如表2），并根據(jù)學(xué)生的需求，提供必要的人工智能技術(shù)支持。

4.與人工智能對(duì)話，優(yōu)創(chuàng)學(xué)習(xí)過(guò)程

人工智能技術(shù)賦能教學(xué)的高效性主要體現(xiàn)在教學(xué)流程優(yōu)化、資源利用最大化、學(xué)習(xí)效率提升三大維度，其核心是通過(guò)智能化工具減少冗余環(huán)節(jié)、加速認(rèn)知過(guò)程、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)干預(yù)。人工智能技術(shù)賦能教學(xué)的高效性的本質(zhì)就是通過(guò)時(shí)間壓縮、成本替代、認(rèn)知增強(qiáng)來(lái)釋放效率紅利，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

（1）與人工智能的第一輪對(duì)話：我想收集一周內(nèi)校園塑料污染情況，可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單易操作的方法嗎？

DeepSeek：聚焦幾個(gè)核心區(qū)域，每天放學(xué)后檢查這些區(qū)域的塑料垃圾，用手機(jī)或筆記本記錄每日數(shù)量，并在表格中標(biāo)記特殊現(xiàn)象。統(tǒng)計(jì)技巧：團(tuán)隊(duì)分工、拍照輔助和簡(jiǎn)化分類。學(xué)生成果如表3所示。

（2）與人工智能的第二輪對(duì)話：校園塑料污染害處大，我們想用竹制品作為塑料的替代品，如何能夠驗(yàn)證竹制品的耐用性和環(huán)保性？

DeepSeek：驗(yàn)證竹制品的耐用性與環(huán)保性可通過(guò)模擬日常使用（如承重、彎曲、摩擦），對(duì)比塑料制品觀察是否易裂、變形或磨損；暴露于高溫、潮濕等極端條件，檢測(cè)是否發(fā)霉或性能下降；將竹制品埋入土壤或浸泡水中，定期觀察分解速度；查閱生產(chǎn)數(shù)據(jù)或生命周期報(bào)告，確認(rèn)竹材種植、加工過(guò)程的能耗及碳排放是否低于塑料。

用實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)（如下頁(yè)表4），以此探究竹制品替代塑料制品的可行性。

學(xué)生成果：結(jié)合校園塑料使

（3）利用人工智能進(jìn)行創(chuàng)作。任務(wù)一：學(xué)生分小組調(diào)查校園中計(jì)一份校園行動(dòng)提案（如表5），并利用人工智能繪圖工具（如CanvaAI）制作宣傳海報(bào)。

表2

表3

表4

表5

的高頻塑料用品，制作“可替代清單”，并利用人工智能繪圖工具（如CanvaAI設(shè)計(jì)校園竹制品的概念圖。任務(wù)二：為推動(dòng)校園“以竹代塑”行動(dòng)，請(qǐng)使用人工智能對(duì)話設(shè)

教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)

新課標(biāo)指出：“學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)要圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)的提升和發(fā)展水平展開，充分運(yùn)用過(guò)程性評(píng)價(jià)、終結(jié)性評(píng)價(jià)、增值性評(píng)價(jià)、綜合性評(píng)價(jià)等方式，對(duì)學(xué)生在活動(dòng)中的表現(xiàn)、變化及學(xué)習(xí)成果等進(jìn)行及時(shí)有效的評(píng)價(jià)。”在“以竹代塑，美化校園”項(xiàng)目中，筆者根據(jù)預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)計(jì)了過(guò)程性評(píng)價(jià)量表，并根據(jù)各小組在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)和創(chuàng)意表達(dá)，適時(shí)調(diào)整評(píng)價(jià)量表，做到適時(shí)評(píng)價(jià)、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中及時(shí)完善、及時(shí)改進(jìn)，學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作、創(chuàng)意表達(dá)，完成素養(yǎng)導(dǎo)向的培養(yǎng)。

結(jié)語(yǔ)

“以竹代塑，美化校園”為主題的地理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)突出地理實(shí)踐力的培養(yǎng)，融通科學(xué)、藝術(shù)、信息技術(shù)、勞動(dòng)等多學(xué)科綜合知識(shí)，鍛煉了學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也為學(xué)生環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和高尚的素養(yǎng)情操培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳琳，劉楊，鄒金偉.基于項(xiàng)目式的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)——以“美化校園”為例[J].地理教學(xué)，202（19）：38-41+37.e