《普通高中地理课程标准》中指出地理学科的基本理念应“创新培育地理学科核心素养的学习方式。”转变以教师为中心的传统教学方式，建构以学生为中心的课堂，可以有效提升学生解决问题的能力、落实学生地理核心素养的培养。近年来，在地理教学过程中让学生从不同视角、不同立场分析探讨地理问题受到越来越多的地理工作者的重视。基于地理学的学科特点，教师提供社会性科学议题供学生分析，并组织学生以辩论、角色扮演、模拟实验等方式多元化表达自己观点的SSI教育是一种以学生为中心、通过多元化的学习进程实现学生地理核心素养培养需求的教学范式。^[1]随着信息技术的发展，人工智能正逐步渗透到教学的各个环节，为传统教学模式带来巨大的变革机遇。人工智能强大的资料收集分析能力可以有效帮助教师初步筛选信息，建构教学情境；人工智能生成的智能体具有快速生成风格鲜明反馈的能力，可以为学生提供丰富的学习情境与互动途径。现有的研究主要集中于人工智能在备课、演示、评价等方面的应用初探，但其在SSI教学中的融合尚未得到充分探索。基于对现阶段人工智能发展的水平及人工智能应用所具有的功能的分析可以发现，在课堂教学过程中利用人工智能替代教师对学生进行教学指导工作尚不具有可行性，但利用人工智能协同教学，将人工智能作为建构课堂情境的途径与学生互动的对象可以有效促进教学活动的开展与教学效果的提升。本文希望通过探讨在教师指导下人工智能与SSI教学的协同潜力，为创新地理学科核心素养的培养方式，促进人工智能与地理教学的有机结合提供可行途径。

一、地理SSI教学对学生发展的意义

社会性科学议题指由当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德观念和经济发展紧密相关的社会性问题，其产生背景复杂，受到诸多要素影响，并且由于分析视角及所处立场的差异，不同人群对同一社会性科学议题会提出不同的观点与解决方案。在基于社会性科学议题所开展的地理SSI教学过程中，教师提供社会性科学议题供学生探究，并引导学生在收集分析资料后通过辩论、角色扮演、模拟实验等方式探究议题并提出自己的思考，通过不同观点之间的交流商榷，最终对问题形成较为完善的认识与可行的解决方法。在此过程既可以促进学生主动利用已有知识与能力来完成迁移内化与能力的应用提升，也可以帮助学生从多角度认识问题并形成辩证思维能力。

地理学作为研究地理环境以及人类活动与地理环境关系的科学，兼有自然科学和社会科学的性质。在地理教学过程中引入SSI，建构了具有学科特点的学习情境，提供了具有深度与开放性的学习途径，可以培养学生的科学态度与科学素养，提升学生解决真实问题的能力，促进学生核心素养的形成与完善。

虽然将SSI应用于地理教学可以在激发学习兴趣、提升综合思维、拓展多元视角等方面取得良好的效果，但是地理SSI教学的开展需要大量资料的支撑以及教学活动的参与者基于差异性的观点进行深度交流。受制于传统教学模式与技术水平，开展教学实践时可能因为时间紧张、资料较少、观点单一等因素，使得地理SSI教学难以实现应有的效果。现阶段利用人工智能协同地理SSI教学，可以有效改善上述因素带来的不利影响，提升地理SSI教学的效果。

二、人工智能协同地理SSI教学的模型

地理SSI教学将学习内容结合于复杂的现实情境中，以不同立场的视角探究人地关系、分析生活中真实的地理问题，并通过应用知识生成开放性解决方案驱动学习。学习者在分析解决问题的过程中，逐渐形成对概念的认识、对技能的应用以及对知识的内化，实现思维的拓展与深度学习的达成。在分析解决问题过程中，人工智能作为辅助工具在不同的教学环节可以发挥不同的功能。其所构建的交互性学习环境，能为学习者提供与丰富的交互内容真实的交互体验。更重要的是，通过对人工智能应用进行训练与设置，学生可以与持有不同观点、具有不同逻辑水平的智能体进行交互，以促进自身的认知发展。

通过对地理SSI教学范式中应用人工智能的理论与实践逻辑进行归纳剖析、建构人工智能协同地理SSI教学的模型，地理教育工作者可以深度探索人工智能促进教育变革创新的途径、进一步优化教学策略、更好地满足教师教学与学生学习发展的要求、提升地理SSI教学与人工智能的综合优势。（图1）

图1：人工智能协同地理SSI教学的模型

1.人工智能对问题情境的创设建构

人工智能作为新兴的教育场景与教育形式的催生动力可以为教学活动的开展提供丰富的材料支撑，并创造出具有开放性、支持性的学习情境。通过与智能体进行交互，学生可以在智能环境中学习并明确问题的定义与概念的边界。对基础概念的学习模式由“人与人之间的传授”向“人与环境之间的交互”的转变，降低所学概念边界的模糊对学生知识内化过程的影响。^[2]智能体的应用不会取代教师作为教育者的职能，反而可以在教师的指导下提升教学效果。在进行概念学习的过程中，智能体可以更加便捷地为学生个体进行个性化讲解并提出问题促进学生思考，帮助学生理解复杂概念。

因地理SSI教学开放性较强的特点，学生在界定问题的边界过程当中，原有的知识难以准确理解所有的问题相关的关键概念，而人工智能可以基于问题情境及时提供概念解释及例证，促进学生对于地理专业名词与关键概念的具体理解。^[3]同时，由于学生的认知水平存在差异，不同学生对同一段情境材料中不同概念会产生不同的认识，单纯依靠教师难以在课堂上为每位学生提供个性化的解答，教师可以利用人工智能作为教学辅助工具，帮助学生理解问题，为学生进行小组讨论做好前置知识储备与概念明晰。

当学生与人工智能进行交互时，教师可随时抽查两者交互内容并把控交互方向，避免学生囿于对某一概念的学习，并且教师在与学生交流对话过程中，可以帮助学生进一步判断分析人工智能所给出的概念与解释例证的正确性，培养学生综合思维能力。

2.人工智能对交互活动的支持引导

相较于传统搜索引擎，人工智能具有更强大的信息收集整理和组织归纳能力，可以更好地发挥辅助学习的功能。人工智能及智能体可以依据问题提出的情境与前后问题间的联系进行分析并生成初步的理解，高效精确地合并冗余信息、过滤无关信息，以逻辑清晰的语言帮助师生快速理解资料与数据。同时，通过与智能体进行交互，并在学生可以在原有知识的基础之上获得新的知识来拓宽视野，也可以认识到不同立场下对于同一问题认知的差异。

利用智能体作为学生的支架，学生能够实现原本无法独立完成的SSI教学活动。通过与具有不同知识水平与立场观点的智能体进行讨论、辩论等SSI教学中常见的交互，学生能够进行知识的应用与思维水平的提升。智能体也可以有效解决教学当中教师没有充足时间对学生进行个性化指导的问题。教师可以通过预设，使智能体对学生的常见问题进行回复，从而获得更充足的时间发现并解决具有一定思维水平的个性化问题。但需要注意的是，因为智能体的开放性与学生交互过程中的相对不可控性，在学生进行交互的过程中，教师应该实时关注每位学生的交互动态与交互进程，确保学生完成SSI教学活动与学习任务。

学生通过教师与人工智能的引导，调用已有的知识对SSI提出自己的见解后，SSI教学进入到解决问题的环节。教师组织学生形成讨论或实践的学习小组，学生借助人工智能协同SSI所建构的学习情境，基于资料数据及所学的知识开展活动。在开展活动的过程中，教师引导学习小组在实践中发现问题并借助人工智能对问题进行迭代与细化拆分，通过深入讨论生成对部分问题的共识或深度见解。在人工智能协同SSI教学的开放性与合作性的活动中，教师鼓励每个学生积极对智能体进行追问或对智能体的观点进行质疑，以此激发学生的学习动力，学习小组基于已有的SSI通过质疑、假设、验证，将问题转化为更具有操作性的问题链并通过实践尝试解决。使学生在实践的过程中，完整体验了合作解决问题的过程，提升了地理实践力。

3.人工智能对教学效果的评价反馈

人工智能可以对SSI教学过程中教师与学生的行为进行分析评价。通过分析交互的内容，人工智能可以更高效地完成对于学生前置知识储备的诊断性评价与特定教学活动的过程性评价，协助教师掌握学生学习状态，实时给予学生个性化反馈。经过多次实践可以发现，人工智能的评价结果与教师的评价结果具有较高的一致性，其所生成的初步评价可以供教师进行参考，及时调整教学进度，优化教学策略，为学生建构更加个性化的学习路径。在教学过程中，教师引导学生对SSI教学核心驱动问题所需的知识进行内化并输出个性化的见解，鼓励学生对知识进行自主建构与应用。^[4]在此过程中，人工智能可以协助教师对学生输出的观点进行过程性评价。同时，人工智能也可以协助教师对教学活动及教学行为进行复盘与评价，有效提升教师教学质量。对于具有开放性的课后实践，人工智能可以基于学情为学生提供具有一定进阶性与挑战性的问题情境，使学生可以充分应用知识以个性化的路径解决身边的地理问题。相较于具有延迟性的传统课后作业评价，人工智能可以实现实时更新的总结性评价，通过及时给予学生详实的讲解反馈，学生可以不断反思自己交互中的表现并进行改进，最终实现学生认知的发展与转变。

三、人工智能协同地理SSI教学的教学实践

为满足学生发展需求，开展地理SSI教学需具有特殊的教育性、互动性和良好的实践性。结合课时安排、学生水平差异等因素，地理SSI教学的开展应给予学生充足的交互体验个性化指导，以满足学生对知识的应用与内化。依托人工智能协同地理SSI教学的模型，本文选取地理SSI教学中不同的环节开展教学实践与探索，以期为教师利用人工智能开展交互SSI课堂教学的全过程提供参考。

1.大单元情境建构

本文基于选择性必修3“资源、环境与国家安全”的相关内容，探索人工智能协同地理SSI教学过程中对大单元情境的建构。

基于课标“3.7 结合实例，说明污染物跨境转移对环境安全的影响。”与教材“突发环境事件影响国家安全”“污染物跨区域转移影响国家安全”以及“跨国污染问题的应对”三部分教学内容，人工智能提供了“美国加州山火”“日本福岛核事故”“英国伦敦烟雾事件”等材料供教师选择并创设学习情境。结合课标“3.5 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。”与学生对区域地理要素的认知水平，教师选取“美国加州山火”创设大单元地理SSI，帮助学生通过分析当地地理环境由区域空间尺度到全球空间尺度全面认识突发环境事件背后的原因、污染物跨国转移的影响、碳排放对环境的影响，并思考应对措施。

基于人工智能协同建构的学习情境，学生可以更加系统地了解加州山火所带来的环境污染的具体信息，从而有针对性地开展学习活动。同时，结合人工智能生成了当地气温曲线与降水柱状图及大气环流与洋流的示意图，学生可以对区域地理环境形成直观认识，并提升自身区域认知水平与综合思维能力。

基于人工智能协同建构的交互情境，学生以合作探究与角色扮演等方式应用所学知识分析不同空间尺度下山火产生环境破坏与碳排放造成的影响。学生通过扮演“消防员”“加州居民”“墨西哥居民”等角色与智能体进行交互，从多方面感受山火对环境污染的危害，探索预防、应对山火的措施，培养学生的人地协调观念。结合人工智能提供的“北碚山火”与“加州山火”的影像资料对比，学生可以深入分析不同国家对突发环境事件与跨区域污染问题的应对措施，逐步形成关注国家与世界的眼光，增强自身家国情怀。

2.多维度交互学习

本文基于选择性必修2“区域发展”的相关内容，探索人工智能协同地理SSI教学过程中对多元化交互活动的创设。

基于列斐伏尔提出的“空间三元论”的观点，地理SSI教学内容需要教师“因地制宜、因时制宜”，选取学生能够结合生活背景与认知水平所能分析的现象或事物设计课程，多维度地培养学生的地理核心素养。基于课标“2.2 结合实例，从地理环境整体性和区域关联的角度，比较不同区域发展的异同，说明因地制宜对于区域发展的重要意义。”与教材“城市空间结构”“区域发展与产业升级”的教学内容，教师基于学生所在城市的老城区创设地理SSI教学情境，引导学生借助人工智能开展辩论、角色扮演等活动，分析老城区发展所存在的问题并为老城区的更新建言献策。

在辩论活动中，学生可以以“政府”的角色制定空间更新与产业升级方案与持有不同意见的智能体进行辩论。通过与持有不同观点的智能体交互，学生可以发现自己所指定的政策并不完善，可能对特定人群或周边区域带来不利影响。通过与智能体的多次交互，学生可以充分认识核心概念，并借助所学知识对方案进行更新迭代，实现自身思维深度的提升。

在角色扮演活动中，学生可以扮演“政府”“居民”“第三方规划师”等角色，与扮演其他角色的智能体进行交互。通过扮演不同角色进行交互，学生认识到处在不同立场上对于同一问题的看法是不同的，进而学生会选择对不同角色均有利的更新方式。在交互过程中，学生能够理解现实的老城区中会存在有更多的角色在共同拥有、开发、利用公共空间、基础服务设施、政策保障等各类型、各层次的资源。进而学生可以归纳出“在区域发展过程中，政府自上而下的制定政策、居民自下而上的对空间进行自主更新，其过程中通过引入规划师来协调矛盾，从而在区域发展过程中形成互补互利、相容共生”的关系。（图2）通过角色扮演并与智能体进行交互，学生可以进一步站在不同主题的立场上分析问题，以多元化的视角理解区域发展所带来的影响，完善自身辩证分析、解决问题的能力。

图2：区域更新中不同角色关系示意图

3.全过程个性评价

人工智能可以基于教师与学生在地理SSI教学活动中的表现生成全过程的个性化反馈与评价。

对于教师，人工智能可以对教学设计进行优化，给予教师更为丰富的教学设计路径。同时，人工智能可以将教师在地理SSI教学活动中所有语言转化为文本，并对文本进行初步分析，帮助教师发现自己在教学过程中表述错误的语句，有利于教师对于教学活动进行反思与改进。对于学生，人工智能可以实时对于交互文本以及课后作业提供个性化的评价与解释，帮助学生基于反馈及时发现问题并进行完善，从而让每个学生可以获得个性化的学习助力。由于学生个体认知水平与思维深度的差异，人工智能可以基于学生的交互水平给予针对性地引导，帮助学生实现思维提升。

同时，人工智能对于学生评价的数据可以实时反馈给教师作为参考，使教师可以了解学生的课堂表现与能力变化，从而可以帮助教师更好地给予不同水平的学生针对性地指导。

四、总结与反思

当前阶段人工智能的发展尚不完善，不同的人工智能产品因为训练数据偏差、大模型的过拟合倾向等，生成内容可能出现理解错误、生成不够准确或反馈不完整等现象。同时，地理SSI教学因其高度的开放性与结论的多元化，使得对于教学过程的评价相对主观。希望在未来研究中，更多教育工作者可以应着于构建人工智能在SSI教学过程中生成内容的准确度的评价指标与体系，对人工智能协同地理教学的效果进行深入分析和改进，并进一步发掘其在教育领域的作用。此外，本研究中的教学设计受制于教师自身能力仍存在较大提升空间，后续研究可尝试进一步充实大单元建构主义下的人工智能协同地理SSI教学设计，丰富教学实践案例。通过实践，可以发现人工智能在教育领域的应用，为教育工作者提供了全新的教学实施路径。借助人工智能，教师可以实现传统教育模式中难以完成的活动，学生可以以更加多元的途径获得核心素养的培养。由此可见，新时代地理教育工作者要积极研究人工智能技术，将其与教学工作紧密联系，为培养具有创新精神和实践能力的人才作出贡献。