生成式語言模型賦能地理大單元教學(xué)

教育事業(yè)必須緊跟時(shí)代步伐，不斷創(chuàng)新、科學(xué)改革。新課改背景下的高中地理教學(xué)同樣需要關(guān)注教學(xué)形式上的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)變，致力于提高課堂教學(xué)質(zhì)量?；诖?，本文通過生成式語言模型在地理大單元教學(xué)中應(yīng)用的初步探討，為高中地理大單元教學(xué)提供新思路。

一、生成式語言模型在地理大單元教學(xué)中應(yīng)用的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1.大單元教學(xué)。

什么是大單元教學(xué)？有學(xué)者認(rèn)為是基于大概念，即統(tǒng)領(lǐng)學(xué)科知識、能力和素養(yǎng)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)。高中地理大單元教學(xué)應(yīng)充分聯(lián)系自然地理、人文地理等知識點(diǎn)，確定大的概念和主題，圍繞這個(gè)概念和主題，進(jìn)行充分的拓展。

2.生成式語言模型。

在生活、工作中都需要用語言來溝通和交流。在智能領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)可以有效處理和應(yīng)用人類的語言。何光偉等認(rèn)為，這種先進(jìn)技術(shù)會對研究人員產(chǎn)生影響，同時(shí)也會對教育領(lǐng)域產(chǎn)生影響。何哲等認(rèn)為，ChatGPT等完成了對人類知識的整合，具備智力，其能很好地對人類的知識進(jìn)行歸納總結(jié)，并將這些知識傳授給學(xué)生，還能提出新的科研計(jì)劃。盧宇等認(rèn)為，ChatGPT可以幫助教師設(shè)計(jì)教學(xué)活動，在上課時(shí)充當(dāng)助教，提供交互式支持。還有學(xué)者認(rèn)為，ChatGPT可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)、答疑和解惑提供幫助等。

3.生成式語言模型在地理大單元教學(xué)中應(yīng)用的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，生成式語言模型在教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用得越來越廣泛。作為大型智能語言模型，其基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，具備強(qiáng)大的計(jì)算能力。深度學(xué)習(xí)算法具有自動學(xué)習(xí)和逐層提取特征的能力，能夠從數(shù)據(jù)中提取到更抽象、更高級別的表征，從而提高對教學(xué)內(nèi)容的理解能力。

生成式語言模型與地理大單元教學(xué)的深度融合，旨在顯著提升教師的文本處理效率，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)的趣味性，以及提升課堂教學(xué)的互動性、動態(tài)性。以人教版地理必修第二冊第一章《人口》的教學(xué)為例。通過運(yùn)用生成式語言模型，教師能夠高效處理和分析龐大的人口地理學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而為教學(xué)提供更為全面、精確的人口地理學(xué)分析結(jié)果?；谏墒秸Z言模型，教師得以進(jìn)一步深入研究人口地理學(xué)，通過建立先進(jìn)模型和算法，預(yù)測人口分布與遷移的發(fā)展趨勢、人口合理容量以及城市發(fā)展模式（如同心圓模式、扇形模式、多核心模型等），為城市規(guī)劃與社會發(fā)展提供有力的決策支持，并為學(xué)生地理學(xué)習(xí)提供更為豐富的素材。

為確保生成式語言模型的有效運(yùn)用，教師依賴于大量數(shù)據(jù)的輸入，這些數(shù)據(jù)涵蓋人口分布、遷移和容量等方面。在數(shù)據(jù)處理與存儲過程中，教師嚴(yán)格遵守隱私保護(hù)的原則，堅(jiān)決防止數(shù)據(jù)泄露與濫用。盡管生成式語言模型展現(xiàn)出卓越的處理能力，但模型的準(zhǔn)確性與解釋性仍面臨挑戰(zhàn)。因此，教師致力于不斷優(yōu)化生成式語言模型和算法，提升其性能與準(zhǔn)確性，并將其應(yīng)用于地理大單元教學(xué)中，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，為學(xué)生的教育提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，強(qiáng)化其地理核心素養(yǎng)，為學(xué)生的全面發(fā)展貢獻(xiàn)力量。這將有助于地理學(xué)在教育領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為社會作出更大的貢獻(xiàn)。

二、生成式語言模型在地理大單元教學(xué)中應(yīng)用的教學(xué)實(shí)踐

生成式語言模型在《人口》教學(xué)中的一個(gè)重要應(yīng)用是人口分布模擬。通過分析和學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)以及社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，系統(tǒng)可以預(yù)測未來不同地區(qū)的人口分布情況。例如，在中國人口分布圖上，著名人口地理學(xué)家胡煥庸自黑河至騰沖繪出一條直線。在這條線的東面、南面聚集了大量人口，而在其西面、北面分布較少的人口。這可以應(yīng)用生成式語言模型分析“胡煥庸線”兩側(cè)人口分布的原因，這樣就可以展現(xiàn)出生成式語言模型的快捷。

生成式語言模型在人口分布與遷移分析領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。該模型通過對人口遷移、政策調(diào)控、地理?xiàng)l件和資源分布等因素進(jìn)行深入分析，能夠精確量化和評估影響人口分布的自然資源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、教育水平和就業(yè)機(jī)會等多元因素。通過綜合考量這些因素，系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)預(yù)測不同地區(qū)的人口數(shù)量、結(jié)構(gòu)及其變化趨勢，為地理教育提供有力支持，有助于培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)，并增強(qiáng)學(xué)生的地理實(shí)踐能力和人地協(xié)調(diào)觀念。

此外，生成式語言模型在預(yù)測人口遷移模式方面同樣具有重要作用。該模型能夠協(xié)助研究者和決策者深入理解人口遷移的規(guī)律和趨勢，為科學(xué)決策提供有力支持。在遷移模式預(yù)測的具體應(yīng)用中，系統(tǒng)通過詳細(xì)分析大量的遷移數(shù)據(jù)及相關(guān)因素，識別出影響人口遷移的關(guān)鍵因素，如就業(yè)機(jī)會、教育資源、生活成本、城市發(fā)展和環(huán)境條件等?；趯@些因素的全面考量，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確預(yù)測不同地區(qū)之間的遷移模式和規(guī)模。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠基于歷史遷移數(shù)據(jù)和相關(guān)因素，構(gòu)建遷移模式的預(yù)測模型，為相關(guān)決策提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

生成式語言模型具備學(xué)習(xí)和優(yōu)化的能力，可以通過反向算法自動調(diào)整連接權(quán)重，以最小化預(yù)測結(jié)果與實(shí)際觀察值之間的誤差。這個(gè)過程被稱為模型訓(xùn)練。系統(tǒng)能夠從大量的樣本中得到國際人口遷移、國內(nèi)人口遷移規(guī)律。還可以通過優(yōu)化算法進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，以進(jìn)一步改進(jìn)模型性能。優(yōu)化算法能夠搜索最佳的參數(shù)組合，使其對人口數(shù)據(jù)的擬合程度更高，提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。如可以推測世界人口趨勢，包括計(jì)算出生率、人口的年齡結(jié)構(gòu)等，提高對人口問題的理解能力，培養(yǎng)學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知和綜合思維。

人口研究將在未來繼續(xù)發(fā)展，利用生成式語言模型和其他技術(shù)的支持，將會出現(xiàn)以下發(fā)展方向。通過生成式語言模型模擬，可以更好地理解人口空間分布和遷移模式。生成式語言模型可以提供對人口網(wǎng)絡(luò)的建模和分析，為更深入的人口地理學(xué)研究提供更全面、多維度的視角。生成式語言模型在人口地理學(xué)應(yīng)用中具有巨大的潛力，但仍需要進(jìn)一步的改進(jìn)和探索。

注：本文系安慶市2023年度教育科學(xué)規(guī)劃研究課題《核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高中地理大單元教學(xué)策略研究》（課題編號：AJKT2023-076）的階段性成果。