ChatGPT輔助培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(fā)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ChatGPT是一種人工智能技術驅(qū)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(chuàng)建互動性強、適應性高的主題式教學環(huán)境提供了可能。地理思辨力是對地理現(xiàn)象及其本質(zhì)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(yǎng)中的高階能力［1］，培養(yǎng)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(fā)學生學習的興趣，促使學生在實際情境中運用和發(fā)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(zhàn)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(nèi)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(jié)課提出要求：運用碳循環(huán)和溫室效應原理，分析碳排放對環(huán)境的影響，說明碳減排國際合作的重要性［2］?！叭驓夂蜃兓c國家安全”這節(jié)課選自人教版高中地理選擇性必修3“資源、環(huán)境與國家安全”。該內(nèi)容在全球氣候變暖的成因上，只強調(diào)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(yǎng)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(diào)等，此類議題能夠激發(fā)學生學習的興趣，引發(fā)學生思考。同時，教師要立足教材，根據(jù)不同內(nèi)容選擇具有一定深度和現(xiàn)實意義的議題，并且與學生的學習和生活經(jīng)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(fā)性內(nèi)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(yǎng)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(huán)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(chuàng)建寬松且愉快的學習環(huán)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(zhàn)性和啟發(fā)性的問題，讓學生與ChatGPT共同探討，激發(fā)學生的思辨興趣。（三）設計思辨活動培養(yǎng)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(chuàng)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(chuàng)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(fā)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(jù)思辨過程的人機對話，生成與活動內(nèi)容密切相關的試題，同時還能根據(jù)不同學生的作業(yè)或?qū)υ掃M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?！皫煛敝傅氖墙處熢u價，教師要關注學生思辨過程中的表現(xiàn)，采用多元化的評價方式，例如從創(chuàng)新能力、問題解決能力和語言邏輯等方面進行評價?！皺C”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(fā)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(yǎng)學生多角度思考問題的能力。三、教學過程設計（一）導入環(huán)節(jié)教師依次播放極端炎熱和極端寒冷天氣的視頻，通過創(chuàng)設問題情境，引發(fā)學生思考全球氣候在發(fā)生著怎樣的變化。學生聯(lián)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(xiàn)寒潮天氣？設計意圖：教師抓住學生的認知矛盾創(chuàng)設問題情境，引發(fā)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(qū)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?qū)е碌厍颉鞍l(fā)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(huán)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(fā)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(yè)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(fā)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(nèi)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(yǎng)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(jīng)歷全球氣候變暖的發(fā)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(zhàn)，需要各國加強合作，共同應對這一挑戰(zhàn)。（六）布置作業(yè)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(yè)，同時評價學生的地理思辨力發(fā)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(huán)節(jié)有效地使用ChatGPT，從而更好地促進學生思維能力的發(fā)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(fā)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