学术报告：《地理与数学教育的融合教学：系统性综述》

作者及机构
本研究由德国汉堡大学教育学院的Anna Kellinghusen（通讯作者）、Anna Orschulik、Sandra Sprenger团队，以及布伦瑞克工业大学的Katrin Vorhölter合作完成，发表于2025年8月的《Sustainability》期刊（卷17，第7276页），DOI编号10.3390/su17167276。

学术背景与研究动机
该研究聚焦于STEM（科学、技术、工程、数学）教育中的跨学科教学实践，尤其关注地理学与数学的融合。背景基于两大现实需求：
1. 教育实践需求：传统分科教学难以应对气候变迁、资源短缺等综合性全球问题，而跨学科教学（integrated teaching）能培养学生从多学科视角解决复杂问题的能力。
2. 研究空白：尽管STEM教育研究已有数十年历史，但地理学与数学融合的系统性综述尚未开展。本研究填补了这一空白，旨在厘清现有研究的特征、教学内容及整合形式。

理论基础
- 教育可持续发展（ESD）：联合国可持续发展目标（SDGs）4.7强调ESD的重要性，而地理与数学的融合能有效提升学生在此领域的能力。
- 学科互补性：地理学作为自然与人文交叉学科，常需数学方法分析空间数据（如GIS地理信息系统）或环境模型（如人口预测）。

研究方法与流程
研究遵循PRISMA（系统综述和元分析优先报告条目）指南，分为以下步骤：

1. 文献检索与筛选

   • 数据库：检索ERIC、ProQuest、Scopus、Web of Science四大数据库（2000-2023年），关键词组合包括“geograph*”“math*”“interdisciplin*”等。
     
   • 筛选标准：限定为中学教育（ISCED标准）、实证研究、英文文献，最终纳入26篇文献，由两位研究者独立筛选（Kappa一致性系数0.81）。
     

2. 数据分析方法

   • 结构化定性内容分析：基于Kuckartz & Rädiker的方法，对教学内容（如ESD、地图学）和整合形式（多学科、跨学科、超学科）进行编码。
     
   • 分类框架：
     
     • 教学内容：归纳为四大类，包括可持续发展教育（ESD）、地图学（Cartography）、天文与航天（Astronomy and Space Travel）、科学工作方法（Scientific Work）。
       
     • 整合形式：依据Vasquez等人的模型，分为多学科（主题并行无交叉）、跨学科（方法融合）、超学科（超越学科界限，结合现实问题）。
       

主要研究结果

1. 研究特征（RQ1）

   • 研究焦点：学生知识提升（12篇）、反思能力（11篇）、技能（9篇）是主要评估指标，而教师参与研究仅占23.1%，凸显教师视角的研究不足。
     
   • 干预研究：仅3篇为干预实验，均证明融合教学优于传统分科教学。例如，Niklanovik等（2014）发现ESD主题的融合课程在知识迁移和推理能力上效果更持久（60天后仍显著）。
     
   • 地域分布：北美（11篇）和欧洲（12篇）主导，亚洲仅2篇，反映地域研究不均衡。
     

2. 教学内容（RQ2）

   • ESD主题：涵盖环境（如湖泊生态危机）、社会（如食品标签分析）、经济（如物联网技术）三大维度，2014年后相关研究显著增加。
     
   • 地图学：8篇研究涉及GIS技术、坐标计算等，例如Adamchuk等（2012）通过机器人技术教授地理空间概念。
     
   • 天文与航天：4篇研究通过模拟宇航员任务等情境，整合数学、物理与地理知识。
     

3. 整合形式（RQ3）

   • 跨学科主导：12篇研究通过方法融合（如数学建模分析地理数据）实现整合。例如Oldakowski & Johnson（2017）让学生计算海平面上升对人文地理的影响。
     
   • 超学科实践：8篇研究突破课堂边界，如Kolodziejczyky等（2018）设计月球基地模拟任务，结合外部专家资源。
     

结论与价值
1. 学术意义：首次系统梳理地理与数学融合教学的研究现状，揭示ESD、地图学为核心教学内容，跨学科为主流整合形式。
2. 实践启示：为课程设计提供模板（如GIS技术应用），呼吁加强教师培训及长期干预研究。
3. 政策建议：需改革传统分科课程体系，支持超学科项目（如校外专家合作）以提升教学真实性。

研究亮点
- 方法创新：结合PRISMA框架与定性内容分析，确保综述的透明性与可重复性。
- 内容突破：明确地理在STEM中的独特地位（如空间思维培养），弥补既往研究忽视。
- 批判性发现：指出教师参与不足、量化研究稀缺等缺口，为未来研究定向。

其他价值
研究附录提供PRISMA检查清单及26篇文献的详细分类表（表A1），便于后续学者追溯原始数据。