ChatGPT的新樣態(tài)及地理教育的應(yīng)對之策

鄒筱露 徐志梅

摘 要：ChatGPT是一種生成式AI語言模型，具有較強(qiáng)的內(nèi)容生成能力、實(shí)時的反饋解答功能以及出色的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，已逐漸應(yīng)用到各行各業(yè)，對于地理教育而言，既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。本文分析了在地理教學(xué)中應(yīng)用ChatGPT的優(yōu)勢，同時指出ChatGPT在地理教學(xué)應(yīng)用中存在缺乏人文視角的思考、較少關(guān)注學(xué)生認(rèn)知水平、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊等問題。基于此，提出了在教育現(xiàn)代化背景下如何高效、科學(xué)利用ChatGPT的解決方案以及在實(shí)際操作中應(yīng)注意的問題，既有利于充分發(fā)揮ChatGPT的優(yōu)勢，又為教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”提供了新思路和新方法。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；人工智能；地理教學(xué)

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）06-0011-04

人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)革命最為核心的推動力，越來越成為引領(lǐng)各行各業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，正推動著各行業(yè)、各領(lǐng)域向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化方向不斷前進(jìn)。2022年11月30日，ChatGPT橫空問世，它是由美國人工智能研究實(shí)驗(yàn)室推出的一種生成式人工智能，擁有語言理解和文本生成能力。ChatGPT不僅是聊天機(jī)器人，還能完成撰寫郵件、視頻腳本、文案、代碼等任務(wù)。一經(jīng)問世便引起政治、經(jīng)濟(jì)、社會、教育界的重視，對其高效利用是推動教育信息化、現(xiàn)代化的重要途徑之一。ChatGPT為地理教師和學(xué)生帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何在以ChatGPT為代表的生成式人工智能浪潮中抓住機(jī)遇，有效應(yīng)對挑戰(zhàn)，成為一個亟須解決的問題。

一、在地理教學(xué)中應(yīng)用ChatGPT的優(yōu)勢

1.較強(qiáng)的內(nèi)容生成能力加深學(xué)生對地理問題的理解

ChatGPT是一個大型語言模型，它的運(yùn)行機(jī)制是對人類的語言文字和自然語言進(jìn)行理解和處理，具有較強(qiáng)的內(nèi)容生成能力。ChatGPT基于大型預(yù)訓(xùn)練語言模型（LLM）和深度學(xué)習(xí)原理，可從大數(shù)據(jù)中選取有效訊息。它擁有變壓器模型，可使其在自然語言處理任務(wù)中表現(xiàn)出色，具備處理長序列和并行計(jì)算的能力，可通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行微調(diào)，生成人們所需要的答案。當(dāng)學(xué)生向ChatGPT詢問比較直接簡練的問題時，ChatGPT會組織已有信息，迅速梳理邏輯，按點(diǎn)作答。例如，當(dāng)學(xué)生向ChatGPT詢問中國黃土高原的成因時，ChatGPT首先會從板塊和地殼運(yùn)動的地質(zhì)構(gòu)造作用分析，接著從外力侵蝕、沉積角度闡釋，最后會結(jié)合黃土高原所在區(qū)域的氣候、植被以及人類活動來說明其形成原因，總體上從內(nèi)力—外力—?dú)夂颉脖弧祟惢顒拥慕嵌龋瑢訉臃治鳇S土高原的成因。因此，ChatGPT可幫助成績較差的學(xué)生快速梳理思路，從側(cè)面提供給學(xué)生分析問題的方法，加深學(xué)生對知識的初步理解。對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，通過向ChatGPT提問，根據(jù)其給出答案的維度，可在解決問題的同時，創(chuàng)造性地發(fā)散自己的思維，自主進(jìn)行知識的延伸與創(chuàng)新學(xué)習(xí)。這種生成式能力可激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，幫助其迎接更復(fù)雜的問題。

2.實(shí)時性反饋與解答功能為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)服務(wù)

ChatGPT具有實(shí)時性反饋與解答功能，可對學(xué)生提出的具體問題給出大致解答方向。學(xué)生可根據(jù)其提供的思路在圖書館或其他網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行更具針對性的搜索，大大提高了學(xué)習(xí)效率，為學(xué)生提供量身定做的幫助。例如，在預(yù)習(xí)厄爾尼諾現(xiàn)象時，由于學(xué)生對其了解的興趣點(diǎn)不同，有些學(xué)生偏向于對其原理、形成機(jī)制進(jìn)行學(xué)習(xí)，有些學(xué)生想了解其對我國以及世界天氣的影響，而有些學(xué)生則好奇其對全球產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的影響。教師無法同時對每一位學(xué)生的興趣點(diǎn)進(jìn)行了解，這時，實(shí)時性反饋與解答顯得尤為重要。同樣，在課堂結(jié)束后，若學(xué)生在完成作業(yè)過程中遇到疑問，無法及時向教師提出疑問，此時ChatGPT便可充當(dāng)家庭教師、家庭顧問的角色，有針對性地幫助學(xué)生進(jìn)行答疑。

3.出色的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)幫助教師提升備課效率

（1）預(yù)測學(xué)生對問題的回答情況，輔助備課

ChatGPT具有強(qiáng)大的邏輯思考能力，教師在設(shè)計(jì)課堂中拔高的問題時，可向ChatGPT描述具體問題，讓ChatGPT提前扮演某個階段的學(xué)生，幫助教師預(yù)設(shè)問題答案，豐富教師的備課素材、發(fā)散教師的備課思維，為教師備課提供方向和依據(jù)。

【案例一】

教師向ChatGPT表述：我是一名高中地理教師，在講解長三角立體交通發(fā)展的知識點(diǎn)時，有一個課堂問題：雨墨一家的生活方式與傳統(tǒng)生活方式相比有什么不同？這種生活方式有什么利弊？雨墨家的生活方式是這樣的：母親在上海工作，每天乘坐高鐵需要約17分鐘；父親在蘇州工作，每天乘坐高鐵需要13分鐘。假如你是一名初二學(xué)生，你可能會怎么回答？

ChatGPT的回答如下。

不同之處：通勤時間更短。 雨墨一家通過乘坐高鐵，每天往返于上海和蘇州之間，相較于傳統(tǒng)的交通方式，如駕車或搭乘普通列車，花費(fèi)的時間更少，城市選擇更靈活。雨墨一家可以在上海和蘇州之間更加靈活地選擇生活和工作地點(diǎn)，充分利用了立體交通的便利性。

利：節(jié)省時間。由于高鐵速度快，雨墨的父母能夠更高效地利用每天的時間，有更多時間用于工作、學(xué)習(xí)或休閑活動。城市資源互補(bǔ)。雨墨一家可以在兩個城市之間享受不同城市的資源，如上海的繁華和蘇州的宜居環(huán)境。

弊：可能的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。高鐵票價(jià)相對較高，如果每天都需要往返，可能增加家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?？赡艿墓ぷ鲏毫?。高頻率的通勤可能導(dǎo)致父母在工作和家庭之間感到壓力，因?yàn)樗麄冃枰ㄙM(fèi)更多的時間在交通上。

總體來說，雨墨一家的生活更為便捷和靈活，但也伴隨著一些潛在的經(jīng)濟(jì)和壓力方面問題。

由此可以看出，ChatGPT具有強(qiáng)大的邏輯思考能力，思路清晰，直中要害，可幫助教師提前了解學(xué)生可能給出的答案，提前做好課堂準(zhǔn)備，其豐富的數(shù)據(jù)庫可幫助教師查漏補(bǔ)缺。

（2）為教師提供豐富的素材

教具的使用直接影響學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解。在備課過程中，教師或許會因?yàn)檫x取教具、案例感到苦惱和困惑，ChatGPT的回答可幫助教師很好地解決這一問題。

【案例二】

教師：在講解地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)時，我們常常用一種貼近生活的物品作比喻，請問荔枝和半熟的雞蛋選用哪個作為教具更恰當(dāng)？

ChatGPT：使用半熟的雞蛋更為恰當(dāng)，因?yàn)榘胧斓碾u蛋的結(jié)構(gòu)可以更好地反映地球內(nèi)部的層次結(jié)構(gòu)，包括固態(tài)、液態(tài)和可塑的部分。以下是相關(guān)說明。

雞蛋的固殼：地球的外部類似于雞蛋的硬殼，表示地球的固體地殼。

雞蛋白和蛋黃：地球的內(nèi)部包含固體的外核和內(nèi)核，就像雞蛋白和蛋黃一樣。

半熟的狀態(tài)：使用半熟的雞蛋可以突出地球內(nèi)部的某些部分是半固態(tài)、半流動的，這對于講解地幔的流動性質(zhì)非常有幫助。

溫度梯度：雞蛋從外到內(nèi)有一個溫度梯度，這可以與地球內(nèi)部的溫度梯度相對應(yīng)，從地殼到地幔再到外核和內(nèi)核。

相比之下，荔枝的結(jié)構(gòu)反映地球內(nèi)部的層次結(jié)構(gòu)和物質(zhì)狀態(tài)不夠精準(zhǔn)。因此，使用半熟的雞蛋作為比喻更能幫助學(xué)生理解地球內(nèi)部的復(fù)雜性。

當(dāng)下許多教師為了創(chuàng)新課堂形式，會選取更為新穎的教具作為地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)模型，如有些教師選用荔枝作為教具，但其缺乏地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)的一些顯著特征，反而不利于課堂知識的理解。運(yùn)用ChatGPT，可幫助教師更好地選擇兼顧科學(xué)性與趣味性的教具。

二、在地理教學(xué)中應(yīng)用ChatGPT可能存在的問題

1.ChatGPT缺乏社會人文視角的思考

ChatGPT對人文社會學(xué)科的意義和作用尚停留在表層，其僅具有工具性，尚未上升到概念性層次。換言之，其并未深入人文社科核心，不具備豐富的創(chuàng)造力和想象力，相對缺乏地理關(guān)鍵能力。在當(dāng)下地理高考題的考查中，學(xué)生如果依靠所謂的模板、套路，很難回答正確，通常需要具備一定創(chuàng)造性思維，結(jié)合所學(xué)知識和題干背景歸納出問題的答案。對于此類問題的回答，ChatGPT僅靠分析句子間的語言邏輯，沒有深入思考其內(nèi)在聯(lián)系和特殊性，沒有用人類特有的情感去揣摩出題人的考查意圖，這樣是很難回答正確的。以2022年的一道高考試題為例。

【案例三】

學(xué)生：（2022年山東卷第10題）近年來，我國東部沿海某省一些服裝企業(yè)為緩解成本壓力，將總部和部分生產(chǎn)部門留在國內(nèi)，把歐美服裝訂單轉(zhuǎn)移到東南亞進(jìn)行加工。在此過程中，該類服裝企業(yè)自帶技術(shù)和絲綢、刺繡等原材料，同時攜手與其在工序上聯(lián)系緊密的相關(guān)企業(yè)共同“走出去”。據(jù)此完成下列小題。

該類服裝企業(yè)“自帶原材料”主要是為了

A.縮短加工時間? ? ? ?B.保證產(chǎn)品品質(zhì)

C.降低生產(chǎn)成本? ? ? ?D.加強(qiáng)文化交流

ChatGPT：C.降低生產(chǎn)成本。通過自帶原材料，服裝企業(yè)可以減少對于東南亞地區(qū)原材料的需求，從而減少了原材料采購的成本。此外，東南亞地區(qū)的勞動力成本較低，將訂單轉(zhuǎn)移到該地進(jìn)行加工可以降低生產(chǎn)成本。

ChatGPT在分析此問題時更多依靠知識儲備，而忽視材料的細(xì)節(jié)描述，簡單地將服裝廠轉(zhuǎn)移到東南亞的主要目的認(rèn)為是降低生產(chǎn)成本，忽視了原材料是中國獨(dú)有的“絲綢、刺繡”，是其他國家難以制造的，是獨(dú)屬于中國的服飾文化和高端材料。由此可見，ChatGPT還不具備像人一樣的靈活思考能力、發(fā)散性思維和獨(dú)有的文化情結(jié)。

2.ChatGPT缺乏識別非文本信息的能力，難以讀圖作答

ChatGPT還不具備根據(jù)情境，尤其是地圖、示意圖等材料，進(jìn)行具體問題具體分析的功能，特別是在面對絕大多數(shù)地理主觀題時，難以得出較全面的解答，只能給出模糊性回答。例如，當(dāng)題目中含有某一地區(qū)示意圖，問“某一地區(qū)出現(xiàn)沙塵暴的原因是什么？”ChatGPT的回答便會停留在一個約定俗成的答案中，難以根據(jù)示意圖判斷周邊地理環(huán)境、人類具體活動等因素回答問題，僅根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)回答：“北方或西北方的沙塵暴天氣，這些沙塵在傳輸過程中可能會被風(fēng)吹到某地區(qū)，此外，人類活動也可能會導(dǎo)致局部地區(qū)出現(xiàn)沙塵天氣?！痹摶卮鸢凑沾鸢笜?biāo)準(zhǔn)來看，顯然是不合格的。

3. ChatGPT較少關(guān)注學(xué)生認(rèn)知水平，作答有效性低

地理概念是地理學(xué)家研究的成果，通過詞語（符號）輸入到認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中通過某些關(guān)系相互聯(lián)結(jié)，并不是簡單將其屬性特征進(jìn)行羅列。例如，學(xué)生想要通過ChatGPT進(jìn)一步了解“大都市”這個學(xué)習(xí)概念，ChatGPT給予學(xué)生的反饋只是分別從人口密集、經(jīng)濟(jì)繁榮、文化活躍、基礎(chǔ)設(shè)施完善、多功能性、城市擴(kuò)展這幾個方面概括“大都市”這個概念的屬性特征，并沒有形成符合學(xué)生認(rèn)知心理特征的概念體系。

4.ChatGPT面對數(shù)據(jù)質(zhì)量挑戰(zhàn)，具有倫理道德風(fēng)險(xiǎn)

ChatGPT目前正處于技術(shù)的探索和校驗(yàn)階段，在數(shù)據(jù)提取方面，主要依靠互聯(lián)網(wǎng)中公開的數(shù)據(jù)庫，其專業(yè)性數(shù)據(jù)占比相對較少。整體來看，數(shù)據(jù)質(zhì)量偏低，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，缺乏人類獨(dú)有的邏輯縝密的思考，可能會存在些許垃圾信息，嚴(yán)重的話還可能有不良甚至違法信息［1］。在地理學(xué)習(xí)中，可能涉及民族問題、種族問題、戰(zhàn)爭問題等，ChatGPT在回答過程中會傾向于支持西方意識形態(tài)內(nèi)容，滲透西方國家的價(jià)值觀念，這會對使用該技術(shù)的青少年的價(jià)值觀、人生觀等起到負(fù)面作用。

三、地理教學(xué)中合理應(yīng)用ChatGPT的策略

1.“師—生—機(jī)”協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)教育過程的情感化與多元化

教師與人工智能是合作關(guān)系，絕不是互相替代的關(guān)系。在地理教學(xué)中，教師可充分利用ChatGPT優(yōu)勢，提升自己作為中學(xué)地理教師的關(guān)鍵能力。通過ChatGPT強(qiáng)大的對話生成功能提高自己的地理課程理解能力，利用其出色的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓展自己的備課素材庫，從而提升教學(xué)設(shè)計(jì)能力，通過課前ChatGPT的學(xué)生扮演預(yù)知問題答案來提升自己的課堂實(shí)施能力。教師不斷利用新工具、新技術(shù)開展教學(xué)，深入挖掘ChatGPT其他功能來提升教學(xué)研究能力。據(jù)中學(xué)地理關(guān)鍵能力的實(shí)證調(diào)查，教師的課堂實(shí)施能力和教學(xué)研究能力還有待提升［2］，對ChatGPT進(jìn)行不斷研究和挖掘很大程度上可促進(jìn)這兩項(xiàng)能力的發(fā)展。ChatGPT以及其他人工智能未來的發(fā)展是非線性的，其潛力超乎想象。中學(xué)地理教師要不斷擁抱新技術(shù)帶來的機(jī)遇，挖掘人工智能帶來的更多寶藏。

但在利用ChatGPT進(jìn)行地理教學(xué)實(shí)踐的過程中，也要注意規(guī)避其弊端。師德踐行能力是中學(xué)地理教師關(guān)鍵能力之一，這便要求教師要以愛育人，言傳身教。課堂中通過學(xué)生分享有關(guān)家鄉(xiāng)、國家的實(shí)例來培養(yǎng)學(xué)生的家國認(rèn)同感、責(zé)任感。課后教師通過觀察學(xué)生對水、電、糧食等資源的態(tài)度，通過日常行為觀察學(xué)生是否自覺踐行綠色生活方式，將其納入教學(xué)評價(jià)內(nèi)容中，關(guān)注學(xué)生是否真正將核心素養(yǎng)外化于行。而人工智能作為機(jī)器，想要真正領(lǐng)悟人類的情感和態(tài)度，觀察人的內(nèi)心想法和實(shí)踐動機(jī)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

2.加強(qiáng)教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的自主建構(gòu)能力

地理概念作為地理學(xué)科知識體系的有機(jī)組成部分，對學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識至關(guān)重要。形式邏輯學(xué)關(guān)注概念的本質(zhì)屬性和外延，ChatGPT對地理概念的解釋更多側(cè)重于外延，“大都市”在課本中的定義為：大都市是城鎮(zhèn)化發(fā)展到高級階段的城市空間形式。在此概念的講解過程中，教師要從學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)入手，“城鎮(zhèn)化”是已知舊概念，首先對其外延進(jìn)行梳理，包括人口、產(chǎn)業(yè)、集聚、區(qū)位等多個屬性要素，從“城鎮(zhèn)化”這個已知概念入手，將其外延進(jìn)行遷移，更符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)。講解后再次回歸到真實(shí)情境中［3］，將新舊知識融合，再進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了原概念—新概念—新事實(shí)的飛躍，使學(xué)生頭腦中形成更加完整的知識鏈，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的進(jìn)階［4］。面對ChatGPT存在的問題，教師應(yīng)了解學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提供建構(gòu)新知識所需的基礎(chǔ)，不斷進(jìn)行教學(xué)方法的研究，發(fā)揮好課堂的主導(dǎo)作用。建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生是知識的主動建構(gòu)者，這就意味著與人工智能相比，學(xué)生具有豐富的情感，對外部事物有迅速直接的反應(yīng)和認(rèn)知，學(xué)生在與ChatGPT進(jìn)行相互交流學(xué)習(xí)中，能夠主動建構(gòu)出新知識，而不是僅作為知識的被動接受者。教師要培養(yǎng)未來一代通過自己的創(chuàng)造性和主動性成為人工智能的駕馭者，而不是人工智能的俘虜。

3.加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識，堅(jiān)持育人為先

ChatGPT擁有人工智能不可避免的缺點(diǎn)，如果沉迷其中，對其過于依賴，會導(dǎo)致學(xué)生的人際互動減少，逐漸脫離群體，嚴(yán)重的還可能引發(fā)心理問題。由于擔(dān)心學(xué)生使用ChatGPT作弊，目前美國等多個國家的公立學(xué)校已明確禁止ChatGPT在學(xué)校的應(yīng)用。長期使用ChatGPT還會固化思維，不利于批判性思維和創(chuàng)造力的發(fā)展，教師應(yīng)深入研究ChatGPT的德育滲透機(jī)理，幫助學(xué)生遠(yuǎn)離ChatGPT帶來的不良導(dǎo)向。在與ChatGPT對話的學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)及時跟進(jìn)學(xué)生使用該技術(shù)的學(xué)習(xí)過程，樹立高度政治自覺，規(guī)范學(xué)生思想道德建設(shè)，保證正確的政治方向。

教育是有目的地培養(yǎng)人的活動，本質(zhì)是育人，現(xiàn)代化教育理念旨在將人由“工具性”向“創(chuàng)造性”轉(zhuǎn)變，以ChatGPT為代表的人工智能進(jìn)一步闡釋了教育更應(yīng)關(guān)注人的“創(chuàng)造性”和“價(jià)值性”。教育數(shù)字化、信息化有利于促進(jìn)社會終身教育改革和教育供給側(cè)管理改革?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確指出課程核心關(guān)注點(diǎn)要從“知識本位”“學(xué)科本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)發(fā)展本位”［5］，這顯然更關(guān)注人的發(fā)展，即關(guān)注每一個學(xué)生的發(fā)展，從標(biāo)準(zhǔn)化人才向創(chuàng)新型人才的轉(zhuǎn)變，需要提高學(xué)生對地理知識的質(zhì)疑性、互動性和實(shí)踐性，對于ChatGPT持辯證態(tài)度，既要積極利用，也要慎重使用。

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