ChatGPT辅助培养地理思辨力的主题式教学设计实践

摘 要：地理思辨力是高中地理高阶能力和核心素养的重要组成部分，教师可以利用ChatGPT的海量知识库、先进的语言处理功能和人机交互能力，为学生地理思辨力的培养提供技术支持。在“全球气候变化与国家安全”一课的教学中，教师利用ChatGPT辅助开展主题式教学设计与地理思辨课堂教学的实践，通过搭建人机交互形式的思辨平台，引导学生为地球“把脉”、为地球“诊断”、为地球“治疗”，促进学生在实际情境中运用和发展地理思辨力。

关键词：地理思辨力；主题式教学设计；高中地理；ChatGPT；全球气候变化与国家安全

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：0450-9889（2024）23-0139-06

ChatGPT是一种人工智能技术驱动的自然语言处理工具，其拥有海量的知识储备能力和强大的语言处理功能，可以为学生提供个性化的学习材料和解答，以及帮助教师高效地完成思辨活动的主题式教学设计。同时，其智能化人机交互技术为创建互动性强、适应性高的主题式教学环境提供了可能。地理思辨力是对地理现象及其本质进行深入分析、批判性思考和合理判断的能力，是地理学科核心素养中的高阶能力［1］，培养学生的地理思辨力也是地理教育的重要目标之一。在高中地理教学中，主题式教学设计围绕具体主题的深入探讨，能够激发学生学习的兴趣，促使学生在实际情境中运用和发展地理思辨力。下面，笔者以“全球气候变化与国家安全”这一具有挑战性的高中地理思辨议题为例，探讨利用ChatGPT辅助开展主题式教学设计与地理思辨课堂教学的实践。

一、教学内容分析

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》对“全球气候变化与国家安全”一节课提出要求：运用碳循环和温室效应原理，分析碳排放对环境的影响，说明碳减排国际合作的重要性［2］。“全球气候变化与国家安全”这节课选自人教版高中地理选择性必修3“资源、环境与国家安全”。该内容在全球气候变暖的成因上，只强调了全球气候变暖与人类活动的关系，未提及其与自然因素的关系；在全球气候变暖的影响上，突出全球变暖有害的一面，未提及其有利的一面。对此，教师要引导学生分析全球气候变暖与人为碳排放的关系，辩证地看待全球气候变暖的利与弊，掌握应对全球气候变暖的措施，提高学生思考和辨析问题的能力。

二、教学设计思路

（一）精选思辨议题

地理学科具有综合性、复杂性的特点，能为学生的思辨活动提供丰富的思辨议题。培养学生地理思辨力的前提在于思辨议题的选择。教师应多关注与科学、生活有关的思辨议题，如全球气候变化、南水北调等，此类议题能够激发学生学习的兴趣，引发学生思考。同时，教师要立足教材，根据不同内容选择具有一定深度和现实意义的议题，并且与学生的学习和生活经验有关，从而让学生有充分思考和表达的空间。

ChatGPT具有基于启发性内容生成能力和对话情境理解能力，可作为辅助教师备课的工具，便于教师深入挖掘思辨素材，为教师提供立意新颖的教学思路［3］。笔者设计了“把脉”地球、“诊断”地球、“治疗”地球等三个梯度性的议题主题（如图1所示），利用ChatGPT的海量知识功能，引导学生挖掘思辨议题的深度信息，并在此基础上形成教学过程的设计思路。

（二）营造思辨氛围

培养学生地理思辨力的关键在于营造思辨氛围。教师通过构建和谐融洽的师生关系，为学生提供开放思维的环境，有助于张扬学生的个性，增强其思辨能力［4］。ChatGPT可以是一位友好的虚拟教师，为学生提供即时的学习平台，学生可以大胆地向ChatGPT提问。ChatGPT也可以模拟真实的师生互动，教师通过与其模拟互动得到学生可能存在的疑问，再通过加强与学生的互动和引导，帮助学生解决学习中的疑难问题。基于ChatGPT的教育角色，ChatGPT不仅能增强课堂的趣味性，而且能重塑师生关系，创建宽松且愉快的学习环境。因此，为营造思辨氛围，教师可将ChatGPT作为技术支持，在确定思辨议题的基础上，鼓励学生主动向ChatGPT提问，并对ChatGPT生成的信息进行批判性思考；可以使用ChatGPT生成富有挑战性和启发性的问题，让学生与ChatGPT共同探讨，激发学生的思辨兴趣。

（三）设计思辨活动

培养学生地理思辨力的核心在于思辨活动的设计。ChatGPT可以作为思辨活动的“设计师”，不仅能生成丰富多样的活动方案，而且还能创造各种地理情境。此外，ChatGPT还具备语音对话功能，学生能随时随地与其进行对话，获取个性化的学习资源，同时，便于教师通过管理教学过程，提高思辨活动的效率。因此，教师要充分利用ChatGPT设计教学活动，增加地理教学的创新性和趣味性。例如，在辩论式教学中，教师可以采用人机辩论的形式，增强学生的学习体验；在游戏化教学中，教师可利用ChatGPT参与角色扮演游戏，将其作为模拟场景中的虚拟人物与学生互动，为学生提供信息及反馈。这些多样化的思辨活动能激发学生的积极性，促进学生对知识的深层理解。

（四）运用思辨评价

进行思辨评价有助于提升学生地理思辨力的活力。ChatGPT可以作为“命题人”“评卷员”，能根据思辨过程的人机对话，生成与活动内容密切相关的试题，同时还能根据不同学生的作业或对话进行个性化反馈，并结合教师和学生的评价进行综合考量。因此，教师可以采用“师—机—生”的评价模式评价学生的思辨力。“师”指的是教师评价，教师要关注学生思辨过程中的表现，采用多元化的评价方式，例如从创新能力、问题解决能力和语言逻辑等方面进行评价。“机”指的是ChatGPT评价，教师使用ChatGPT生成试题，待学生完成试题，再由ChatGPT批改并分析学生的思辨力。“生”指的是学生自评和互评，自我评价可以激发学生进行自我反思，提高自我认知和思辨水平，而学生互评可以训练学生的批判性思维，培养学生多角度思考问题的能力。

三、教学过程设计

（一）导入环节

教师依次播放极端炎热和极端寒冷天气的视频，通过创设问题情境，引发学生思考全球气候在发生着怎样的变化。

学生联系生活提出疑问：既然全球气候在变暖，为什么常有新闻报道世界多地打破了历史低温纪录以及出现寒潮天气？

设计意图：教师抓住学生的认知矛盾创设问题情境，引发学生思考，营造了良好的思辨开端，再顺势引出ChatGPT，帮助学生理解天气和气候的区别。

（二）探究主题一：为地球“把脉”

教师出示探究问题一：什么原因导致地球“发热”？

1.温室效应与全球气候变暖的关系

教师通过课件展示教材中的图片（如图2所示），利用ChatGPT获取资料，并请学生回答：气温和二氧化碳浓度两条曲线是怎样变化的？温室效应对全球气候变暖有何影响？

学生读图并回答问题，绘制出大气的受热过程，运用碳循环知识和温室效应原理说明全球气候变暖的原因。

教师设计与ChatGPT对话，生成备课资料（如表1所示）。

设计意图：教师引导学生运用所学知识解决地理学习中的问题，促进思维发展。

2.全球气候变暖的影响因素

145cd177bd5c119385bd90bc0bffb988教师利用课件展示第一次工业革命后全球二氧化碳排放量的变化示意图（如图3所示），引导学生思考：人类活动是怎样影响大气中二氧化碳排放量的升高？除了人类活动，还有哪些因素能导致二氧化碳排放量升高？

教师利用学校提供的设备，给每名学生分发一部能使用ChatGPT的学习平板。

学生分小组思考并探讨人为因素和自然因素对二氧化碳浓度的影响，在教师的指导下，通过学习平板上的ChatGPT获取学习资料，再分享观点。

设计意图：学生在求证观点的过程中，地理思辨力得到提升，使其在思考和分析地理问题时更具深度和广度。

（三）探究主题二：为地球“诊断”

教师出示探究问题二：全球气候变暖对国家安全有什么影响？

教师利用课件展示马尔代夫水下内阁会议和图瓦卢举国搬迁的案例，然后请学生思考：全球气候变暖对国家安全造成哪些影响？

学生通过案例分析全球气候变暖对国家安全带来的不利影响。

教师引导学生思考：全球气候变暖是否百害而无一利？若有利，那么利大还是弊大？

教师组织学生分小组与ChatGPT进行辩论。学生通过ChatGPT收集资料，由各组派代表参与辩论（如表2所示）。

（四）探究主题三：为地球“治疗”

教师出示探究问题三：应对全球气候变暖的措施有哪些，如何落实这些措施？

教师利用ChatGPT生成活动方案，并扮演大会主持人组织学生开展活动（如下页表3所示）。

学生通过指令让ChatGPT扮演角色，或直接与ChatGPT对话，获取所代表国家的背景资料等，并以代表身份参与全球气候大会。

设计意图：学生在模拟全球气候大会上进行交流和辩论，培养了谈判、沟通和合作的技能，促进地理思辨力的提升。

（五）课堂总结

教师小结：全球气候变暖是一个长久的气象趋势，人类正在经历全球气候变暖的发展趋势。人为因素和自然因素都影响着全球气候变暖，但科学研究表明，人为碳排放是全球气候变暖的主要原因。全球气候变暖对国家安全的影响有利也有弊，需要辩证地看待。全球气候变暖是人类共同面临的挑战，需要各国加强合作，共同应对这一挑战。

（六）布置作业

为了促进地理思辨课堂的实施，教师需要对学生的学习效果进行检测。ChatGPT能基于以上教学过程的对话生成练习题（如表4所示）。教师收集学生的回答情况并反馈给ChatGPT，让ChatGPT分析学生作业，同时评价学生的地理思辨力发展情况。ChatGPT的评价结果可以为教师的思辨评价提供参考。

四、教学反思

ChatGPT作为一种新兴技术工具，为高中地理思辨力的课堂设计提供了新思路。教师可以将ChatGPT作为思辨课堂的辅助工具，在备课、教学实施和教学评价等环节有效地使用ChatGPT，从而更好地促进学生思维能力的发展。教师在运用人机交互式教学模式时，应当指导学生正确使用ChatGPT，引导学生积极发散思维，使学生在该模式下通过与ChatGPT进行互动，获取个性化的学习资料，有利于提高学生对地理现象的观察和分析能力。此外，教师需要转变传统的教学角色，从单纯的知识讲授向引导学生自主思辨转变，重视学生思维水平的提升，从而利用ChatGPT创造一个自由开放的思辨学习环境。

使用ChatGPT也存在潜在的风险和不足。教师和学生需要掌握创新且规范的使用方法，最大限度地发挥ChatGPT的正面作用，并避免潜在的风险。此外，地理思辨力的培养是一个持续的过程，这要求教师将学生地理思辨力的培养理念持续渗透在日常教学之中。

参考文献

［1］周晓英.地理思辨力落地路径的探索：以《海洋权益》一课为例［J］.教育界（基础教育），2018（10）：102-103.

［2］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）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］卢宇，余京蕾，陈鹏鹤，等.生成式人工智能的教育应用与展望：以ChatGPT系统为例［J］.中国远程教育，2023，43（4）：24-31.

［4］张维宪，王洪宁.浅谈中小学思辨性课堂创建策略［J］.新校园，2023（9）：15-18.

注：本文系广西普通本科高校示范性现代产业学院“南宁师范大学自然资源数字产业学院建设”（桂教高教〔2021〕50号）的研究成果。

（责编 杨 春）

作者简介：黄冬，1999年生，广西宁明人，硕士研究生在读，主要研究方向为中学地理教学；黄秋燕，1973年生，广西宾阳人，博士研究生，教授，主要从事资源环境遥感、农业遥感、地理信息技术及地理教学研究；曾思雨，2001年生，湖南浏阳人，硕士研究生在读，主要研究方向为中学地理教学。