人工智能助推中学地理混合式教学变革

朱亚超

信息技术的迅速发展使人们的生产、生活以及学习方式发生着翻天地覆的变化，也不断推动着地理教育教学信息化的发展。在“人工智能”背景下，中学地理教学活动正在以教师为中心传授地理知识，向以学生为中心的探究性地理学习转变，学生的地理学习行为也逐渐由接受性走向网络化、虚拟化、国际化和个性化的主动性地理学习。

一、课程标准对教学信息化变革的要求

《义务教育地理课程标准》（2011年版）指出：教师要积极利用地理信息资源和信息技术手段，优化和丰富地理教学活动，促进学生学习方式的转变。这是中学地理课程资源开发与整合的理论依据。

互联网技术的出现为地理教学开辟了新窗口，新视野，涌现了微课、慕课等新的地理教学技术形式。互联网技术也改变了教师地理专业发展的能力，如信息技术与地理学科教学整合能力，数字化交互、协作和评价能力，以及促进学生地理数字化发展的能力等将成为信息时代地理教师发展的核心能力。

二、信息时代地理教学变革更加智能化

互联网、云计算、大数据等现代信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活和学习方式，推动地理教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会。人工智能正在以前所未有的速度改变着地理教育教学。智能手机等多形态终端资源，促使师生之间、生生之间可以在课前、课中、课后实现生动高效的全程互动、全员互动的数字化地理学习。地理信息资源与学习者之间的全息互动，便捷高效的移动授课，与教育云平台的互联互通、共建共享，实现地理学习无时不在、无处不在、无人不在。

三、人工智能时代混合式地理教学变革的主要方面与效果

地理教学与人工智能深度融合，已成为地理教育发展的特质。地理教育人工智能已经成为助推地理课堂教学变革的“利器”之一。在地理教学方式方法、地理教学评价、地理教学过程以及地理情境创设中发挥着越来越大的作用。

（一）地理学习方式的变革，学生个性化学习对地理知识的获取已经无处不在

人机结合，学习边界无限延展。获取地理知识信息的边界前所未有的宽广，学习地理不再仅限于课堂和书籍，人类的智慧从未如此轻易地唾手可得，使学生的地理学习资源和学习指导更具灵活性和个性化，实现地理知识信息获取的多元化。人工智能融入地理教学，地理知识呈现有以文本符号、图片形式转向虚拟现实、数字视频、数字动画、数字音频等成为地理知识信息的新载体。其表现形式丰富化、弹性化，增强了趣味性、生成性、选择性和吸引力，能够给学生提供大规模的、生动的、形象的、直观的个性化地理信息教育供给。

教室里的黑板逐渐被触摸式智能屏幕取代，学生在哪个位置都可以清楚地看到屏幕；教室里利用多媒体、智能屏幕和无线云端，实现教师端、学生端、云端的交互；智能教学设備具有数据采集分析等诸多功能，一切及时沟通让地理学习无处不在。人工智能辅助下，学生脱离地理教师的课堂讲授而进行个性化的地理自主学习将成为新常态。实践证明，学生在新常态下主动学习效率远高于被动听讲，学生学会学习的自由选择性不断扩大。

（二）地理教学方式的变革，构建“学为中心”的理念

多年来，地理教学通过面面相授、口口相传，其核心在于教师传授地理知识，也就是“地理知识为中心”“教为中心”的地理教学。“三通两平台”工程的推动，让信息技术在地理教育领域得到广泛而深入的应用，特别是在识图、用图和绘图方面发挥了巨大的功效。“以学为中心”强调学生的自主学习与自主建构，促使教师的“教”建立在学生的“学”的基础之上，“学”成为地理教学的出发点和归宿。教师成为学习数据的洞察者、学生地理学习的教练、地理学习共同体的组织者、地理学习活动的服务者、地理学习环境的设计师。

地理教学从原来线性的资源支持转向以学为中心的丰富的情境建构、单向的师生交互转向“以学为中心”的多向的单元协作探究、充分利用智能设备，增强课堂学习的交互性、合作性与探究性。

（三）人工智能地理教学的辅助功能，有效地解放了教学生产力，促进新教学范式的形成

地理作业自动化批改等为教师教学投入成本高、效率低和师资不均等问题的解决提供了技术支撑。例如，人工智能能够替代教师地理课堂讲授、答疑辅导、作业批改等活动，教师可以解放出来把更多精力投入到对学生进行心理辅导、情感交互和人生观、价值观的教育活动中，使教师成为学生的教育者、学习者和陪伴者。

个性化支持地理学习功能，优化地理学习过程，实现个性化地理学习。精准的地理教学诊断功能，给予过程检测和大数据分析实现对学生个体地理学习情况的精准诊断（提供更加科学精准的地理教学评价，文字识别、语音识别、图像识别和生物特征识别能够从学习者的文字、语音、神态、动作、表情等学习者的心理状态、注意力状态等做出实时监测预评估）。智能化地理学习测评功能促进教学评价逐渐科学化、评价方式、评价标准、评价主体以及评价功能走向多元化。虚拟化教学情境功能，能实现清晰地观察微观世界和宏观世界的结构特性，例如天体运动中的日地月的运动，使教师的教学设计更加具有针对性和实效性。在知识网络化的课堂里，革新“重教轻学”的地理教学范式，知识的简单背诵、记忆将被互联网和人工智能替代，课堂主要通过学生的个性化学习和自适应学习，培养学生地理信息获取和分析处理能力、终身学习能力、批判性思维能力和创新能力，对地理美的发现、欣赏和表达能力。

（四）形成“为思维而教、为创造而学”的教学观念

一是开放性的地理学习，把信息技术作为一种地理教学的辅助，把地理教材作为学生学习的一种文化资源，以此为基础组织学生进行开放性的地理学习，在开放性的学习中展开地理思维教学，使地理教学知地通理，确立正确的人地观。二是跨学科知识加工。组织学生通过跨学科学习，从多学科视角进行综合思维能力的实践。三是形成地理实践力。基于学生自身生活经历的地理知识，以学生的亲身实践过程作为地理知识思维的依托，在实践中感知、体验、发现、内化知识，培养学生地理综合实践能力。四是对地理知识的应用性体验。教师要创设问题情境，让学生在解决问题中学习，而学习地理知识是为了解决地理问题，实现自我教育，使地理教学富有情趣。五是对地理知识的创新性。在运用地理知识解决问题时，学生可提出新问题、新思想、新观点，实现“地理实践—地理知识—地理实践”的良性循环，使地理教学有魂有魄。总之，学生可以在教室以外的开放空间通过不同的方式获取一切地理学习资源，促进学生生命质量不断提升。

（五）在地理学习中，具身参与成为主要方式

强调反思、融会贯通、知行合一的具身学习。传统的地理教学以固定的人、固定时间、固定地点、固定教学内容为主的课堂将发生巨大的变化，学习者可以通过人工智能实现任何时间、任何地点以及任何内容的泛在化学习。教学模式从传统“一对多”的说教转向以学生为中心、以课题为基础、侧重小组学习的“多对多”的互动、合作与探究，不仅让教室内的“地理知识学习”从被动走向主动、从接受走向探究，从地理知识储存走向地理知识的创生，也让教室外的“地理学习”成为学生获取地理信息的重要途径。

人工智能融入教学之后，在虚拟环境中，教学结构打破了传统教学的时空限制，促进了教学时空的跨越和融合。在教学交互方式上，有师生和生生交互走向线上线下交互、人机交互、师生交互、生生交互等交互方式呈现多样化，促进个性化的学习不断发展，学生在交互中不断地发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。交互式教学，从电子导学案代替纸质导学案，到大数据、云平台代替黑白板，学习更加高效、教学更具有科技含量，课改也生出更多可能。另外，网络教研、家校互联互动、共建共享，促使教育教学变革更加全面而深入，人工智能的颠覆式创新发展已经成为教育教学变革的内源性动力，且已成为课堂革命的核心驱动力。

随着信息技术的发展，地理教学应以技术革命助推课堂革命。在新时代，我们亟需推动信息技术与地理教学的深度融合，建立一套线上线下混合地理学习的智能系统，发展一套全新的循证地理教学体系，提升地理教学的专业性与科学性，以有力地促进地理教学变革。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2017版）[S].北京：北京师范大学出版社，2018.

[2]胡良民.利用智能手机优势，创新地理教学模式[J].地理教育，2017（7）.

基金项目：本文系河南省教育信息技术研究课题“初中地理混合式教学模式设计与应用研究（项目编号：1352019032）”的阶段性成果。