ChatGPT应用背景下中学地理教师的机遇、挑战与新发展

摘要：随着人工智能的迅速发展，以ChatGPT为代表的生成式人工智能赋能地理教育成为热题。本文在阐明ChatGPT的定义及其对地理教育的价值与意义的基础上，探讨ChatGPT给中学地理教师带来的机遇与挑战，发现ChatGPT助推中学地理教师地理专业知识更新、地理教学资源拓展和地理专业技能提升的同时，也会使中学地理教师角色转变陷入困境，以及面临地理专业知识的增长与辨别和道德伦理问题的挑战。基于此，本文提出智能时代下中学地理教师需从立德树人能力、批判性思维与创新能力、数字素养能力以及地理课程教学评能力上获得新发展。关键词：ChatGPT；中学地理教师；机遇与挑战；能力发展党的二十大以来，加快建设网络强国、数字中国，以信息化、数字化驱动引领中国式现代化发展成为新的前进方向。实现中国式现代化，教育现代化是其重要支撑。近年来，随着人工智能的迅速发展与应用，各个领域正在实现又一次发展与变革，其在教育领域的应用引发了人们对人工智能赋能教育话题的热议［1］，教育现代化、数字化和智能化转型成为探讨焦点。生成式人工智能，如OpenAI公司的ChatGPT，这种强大的自然语言处理模型为教育主体之一的教师带来了新的机遇与挑战。随着中学地理教育迈入数字化、智能化时代，地理教学与生成式人工智能的耦合，更是引起人们对地理教师现状及其未来发展的深思。基于此，本文将以ChatGPT为例，深入讨论生成式人工智能对地理教育的价值与意义，同时阐明其给地理教师带来的机遇、挑战与发展。一、ChatGPT概述1.ChatGPT的定义ChatGPT是由OpenAI公司开发的一个基于GPT-3.5和GPT-4架构的大型语言模型（图1）。GPT代表“生成式预训练模型”（GenerativePre-trainedTransformer），是一种使用深度学习技术进行自然语言处理（NLP）任务的模型［2］。它通过在庞大的文本数据集上进行预训练，学习了大量的语言知識和语境，并且能够生成富有上下文的自然语言回复。目前，ChatGPT被设计用于各种任务，包括回答问题、提供解释、支持编程代码、进行创意写作、辅助学习等［3］，因此它在多个领域都有应用潜力。2.ChatGPT对地理教育的价值与意义首先，基于ChatGPT的生成性特性和能力，从地理教师的教、学、评和辅四个典型角度透析，ChatGPT对地理教育具有诸多价值与意义。从地理教师的教学看，ChatGPT能够根据地理教师的教学目标和教学内容，提供新颖的教学资源，以帮助教师在地理教学中创新教学形式；从地理教师的学习过程看，ChatGPT可为学习者提供丰富多样的地理学习资源，包括地理资料、地图、图表等，使学习者可以更全面地了解和研究不同地理现象和问题；从地理教师的教育评价看，ChatGPT能够对学生生成性内容和作品进行客观点评，并提供改进思路；从地理教师的学习辅导看，ChatGPT能够依据学生的特点提供针对性帮助，引导学生多角度、多维度理解地理知识，提升学生的地理知识探究欲望与综合思维。其次，ChatGPT不仅能够赋能地理教与学，帮助多元化地理教学体系的建构和个性化学习形态的打造，也能够实现高层次育人目标和地理复合型人才培养［4］。从地理教学体系看，ChatGPT能推动地理教学模式向人机协同转变，实现地理教学内容的创新与拓展，并促进地理教学评价的多元化；从地理学习形态看，ChatGPT能延长地理学习的时间与拓展其空间，促进地理学习过程的个性化与学习方式的协同化；从地理育人角度看，在教育数字化环境下，地理教育需反映时代要求，ChatGPT能促进人才培养模式的转变，实现“地理+”的跨学科人才培养模式，为社会输送地理复合型人才。此外，ChatGPT还能促使地理教育观念的转变，包括实现地理知识的共享、地理课程开放与融通以及人机协同的地理教学模式等［1］。智能时代下，人不再是产出知识的唯一主体，ChatGPT的出现和其庞大的文本数据处理功能推动了地理知识的生产、传播与共享。不仅如此，ChatGPT带来的学习空间的泛化也促使地理课程资源的开放与融通，地理课程资源将共享给不同地区的学习者。二、ChatGPT给中学地理教师带来的机遇与挑战虽然ChatGPT对地理教育向数字化、智能化转型有诸多的价值与意义，但“天使”还是“魔鬼”［5］、“阿拉丁神灯”还是“潘多拉魔盒”［6］等对ChatGPT的描述都折射出它对中学地理教师而言，既是机遇，又是挑战。例如，ChatGPT快速获取信息能力、庞大文本资源储存能力及生成性能力等优势都助推中学地理教师地理专业知识更新、地理教学资源拓展和地理专业技能提升。然而，由于ChatGPT预训练的特性，也为中学地理教师发展带来了复杂性、不稳定性和潜在风险。例如，ChatGPT的介入，不仅使中学地理教师角色转变陷入困境，还对其地理专业知识的增长与辨别和其道德伦理问题提出了挑战。1.ChatGPT给中学地理教师带来的机遇（1）筑牢根基：中学地理教师专业知识更新的新契机地理学是研究地理环境与人地关系的学科，兼有自然科学与社会科学的性质。换言之，地理学科的综合性和交叉性要求中学地理教师既掌握地理专业知识，又掌握地理交叉学科知识。从获取知识的广度与深度来看，由于ChatGPT是基于其庞大的文本内容的整合与应用生成文本内容，对于这类专业理论知识，ChatGPT可通过地理教师的指令快速爬取文本内容并整理、生成具体的专业知识体系与脉络。因此，地理教师可利用ChatGPT探究其基本概念和原理，这不仅利于教师自身掌握地理学科的知识体系、知识脉络和学术前沿信息，还利于了解地理交叉领域学科的知识内容，不断拓展自身专业知识储备，促进专业知识更新。例如，地理教师在准备“大气对太阳辐射的削弱作用”教学时，涉及光的散射的物理知识，可使用ChatGPT进行系统学习（表1）。（2）建构支架：中学地理教师教学资源拓展的新渠道無论是地理新课改、新课标，亦或是新教材，都强调学生地理核心素养的培育。然而，地理核心素养的培育往往是在真实情境下进行，情境的复杂性与多样性是决定学生素养形成与发展的基础［7］，这就要求地理教师收集并加工大量情境材料，以供学生多样化学习。ChatGPT在生成地理教学内容、创作地理案例、地图制作与数据可视化等方面则具备强有力的潜能。因此，地理教师可根据教学需求利用ChatGPT寻找并生成教学案例，拓展教学资源，推动课堂教学更具吸引力和互动性，让学生在真实情境下掌握地理基础知识、获得地理关键能力和深化地理核心素养。例如，地理教师在准备“地球的宇宙环境”教学时，有关月球主题的地理知识，可让ChatGPT提供多样化的情境教学设计思路和教学主题（表2）。（3）把握关键：中学地理教师专业技能提升的新动力随着新课标和新教材的落地，地理教学和教材的重点迎来新变化，这对我国高等师范地理生和一线中学地理教师专业技能培训具有指向意义［8］。然而，地理专业技能发展机会少，实践性弱，针对性不强，技能评价和反馈的缺失是目前职前和职后中学地理教师专业技能提升的堵点。ChatGPT+培训资源平台的建构能够帮助高等师范地理生和一线中学地理教师实现一线地理教学场景中，实践性知识和技能的筛选与汇总，并通过ChatGPT+培训资源平台模拟真实场域，最大限度地促进地理教师专业技能的学习。例如，ChatGPT+在线教育工具，包括虚拟教室平台、在线课程管理系统、教学协作工具等，构建针对地理教师的虚拟实践环境，提供实际云操练和技能培训，以更有效地满足地理教育技能培训内容与个性化需求的契合，驱动地理教师专业技能水平迈入新高地。2.ChatGPT给中学地理教师带来的挑战（1）转变窘境：中学地理教师角色的重新适应ParkRobertE.提到：“无论是在传统文化还是新兴文化背景下，个体常渴望迅速融入新文化，然而，他们也易遭受排斥，导致恐惧和适应困难，最终沦为边缘人。”尽管生成式人工智能对地理教育智能化、数字化转型至关重要，其核心能力与特性在教学中的潜能也促使师生受益，但过度依赖和使用会导致中学地理教师地位的弱化，地理教师角色需重新适应。ChatGPT的出现或使地理教师从传统的知识教授者向引导者和支持者转变的过程变得艰难，它不仅使传统“师—生”的简单二元结构教学模式向新兴“师—机—生”的复杂三元结构过渡，还可能使地理教师部分知识传授的角色被其接管，导致地理教师角色焦点发生转移。在这过程中，中学地理教师如何有效利用ChatGPT和其他工具引导并支持课堂教学，如何强化自身权威、提升自身价值并适应新角色，成为其值得思考的问题之一。（2）内容失真：中学地理教师专业知识的增长与辨别随着时代与科技的进步，地理学科正持续形成新的知识领域与分支。诚然，ChatGPT可提供大量的地理专业知识和前沿信息，但“内容过载”“信息模糊”“获取碎片化”等呈现特征，让地理教师难以辨别并找到真正与课堂教学关联的内容。同时，ChatGPT的回答是基于其训练数据，而该数据停滞在2022年以前，这意味着ChatGPT的各种回答和输出，有可能出现不准确、过时或争议性的信息。在一项有关ChatGPT能力测评研究中发现，虽然ChatGPT在各类学科知识的掌握与限定领域的回答中呈现出较高的能力，但在系统性理解上仍出现了一定偏差，面对拼凑式提问，ChatGPT甚至还会给出各异的错误回答［9］。因此，中学地理教师在使用ChatGPT进行未知专业知识与信息的检索时，需警惕并鉴别其知识呈现的质量和可靠性。（3）冲击伦理：中学地理教师职业道德伦理的坚守当中学地理教师将ChatGPT运用到常规课堂以后，师生的数据和资料往往成为敏感的、私密的信息，而ChatGPT这类大型语言模型的数据隐私和安全引起了人们的担忧［10］。当ChatGPT遭到非法攻击或人为窃取时，将造成隐私的泄露并用于地理教育以外的目的，这要求中学地理教师坚守职业道德，保护自身和学生隐私安全，预防数据泄露。此外，由于ChatGPT的预训练、算法偏差与社会文化背景差异，其蕴含一定道德伦理风险，尤其在政治性敏感问题的回答上可能会出现偏差，其生产的内容可能具有攻击性和偏见。这与地理学科培育立德树人、全面发展的新时代人才的育人价值相背离，若中学地理教师不加区分地利用信息，可能会致使意识形态和价值取向的偏移。尤其是处在认知发展阶段的青年学生，其国家安全的价值取向和家国情怀或许尚未稳固而易受影响［11］。因此，中学地理教师如何保障隐私和数据的安全、应对道德伦理问题，是未来地理教学中将面临的挑战之一。三、ChatGPT推动中学地理教师的新发展生成式人工智能所产生的冲击正在倒逼地理教育不断发展、与时俱进，地理教师作为教育主体之一，需把握机遇、直面挑战，不断促进自身进步并实现新发展。面对ChatGPT给地理教师带来的机遇与挑战，以及人工智能时代教师素养结构模型［12］，本文认为地理教师需从以下四方面获得新发展：立德树人能力；批判性思维与创新能力；数字素养能力以及课程教、学、评能力（图2）。1.根植地理育人根本任务，提升立德树人能力地理教育不仅要体现地理学科的价值和本质，展示其核心思想和独特视角，还要落实立德树人的根本任务，并贯穿在整个地理教学过程中，以培育五育全面发展的时代新人，这是地理教师教学工作的根本导向。而目前的ChatGPT虽在知识导向上拥有出色的表现，但在有关敏感问题或价值取向上的表现却不尽人意，甚至与地理育人价值相背离。简而言之，ChatGPT所体现的技术仅是工具，而地理教师的人际互动和育人智慧仍然是不可替代的。因此，地理教师需要根植地理学科育人的根本任务，提升立德树人能力，不仅是对学生知识、技能的培养，更是情感、态度与价值观的渗透，以培养新时代社会主义的建设者和接班人。2.专注批判性思维与创新能力的发展高中地理新课标明确要求学生要全面地观察、分析与认识不同的地理事物，需要辩证地看待和创造性地解决地理问题。这要求中学地理教师在教学过程中需关注和培养学生地理综合思维、批判性思维及创新能力。同时，面对ChatGPT所呈现的专业知识质量与可靠性挑战，地理教师更应专注自身的批判性思维和创新能力的发展以引导学生批判思考，辩证地看待和评估地理信息，提出问题并鼓励学生进行验证，以创造性地解决地理问题。尤其是当地理教师将ChatGPT创新地引入课堂教学中完成不同教学任务时，如角色扮演、实验模拟、案例分析等，让学生增强创造力、获得深入理解和培养高阶思维的同时，更应提醒自己和学生对其生成的内容进行真伪判断与价值评估，而非全盘吸收。3.提高数字素养能力，实现人机协同共生智能时代要求地理教育实现技术与地理教学的融合共生，若想有效利用与发挥ChatGPT的数字技术优势，需要地理教师不断提高自身数字素养能力。首先，地理教师需树立正确的数字观，提高数字素养意识：了解ChatGPT的核心能力与特性，明确如何正确利用它，又需注意哪些禁区，实现精准教学。其次，地理教师需增强数字责任：随着ChatGPT的进一步发展，其在地理教学中的应用前景将会更加广阔，地理教师可以借助它提升教学的深度与广度。最后，地理教师还需提高自身数字成长力：数字技术是不断发展的，地理教师需不断学习，适应“师—机—生”的新教学模式，提升自我价值与稳固自身权威，最终实现人机协同共生。4.着眼未来，持续更新地理课程教、学、评能力生成式人工智能的巨大进步正不断推动教育数字化转型进入新阶段，这要求地理教师着眼未来，持续更新地理课程教、学、评的能力。从教学上看，人机协同的教学环境要求地理教师创新教学方式和教学活动，如倡导交互式教学、操