台湾义务教育阶段土壤教育框架实施的可行性研究：基于活动导向的教学策略与跨学科创新

本研究针对台湾义务教育中土壤科学内容缺失导致的"土壤脱节"问题，开发了包含土壤观察、实验、蚯蚓生态等五大主题的课外课程框架。通过2018-2020年三轮教学实践验证，该框架在小学（80.4%）和初中（91.7%）学生中获得高度认可，证实了活动导向教学（fieldwork/lab activities）结合连续性课程设计对提升土壤连通性（Soil Connectivity）和土壤安全（Soil Security）维度的有效性，为全球土壤教育提供了可复制的区域适应模型。

　　

土壤教育的困境与破局
在全球气候变化加剧的背景下，土壤作为气候危机应对的关键盟友（Bouma et al., 2013），其生态系统服务功能日益受到重视。然而城市化进程导致公众与土壤的深层连接断裂——从文化历史认知到食品安全意识（Patzel et al., 2023）。更严峻的是，台湾义务教育课程中土壤科学仅零散出现在地理风化过程等章节，形成"土壤知识荒漠化"。这种教育缺失使得未来土地管理者和决策者缺乏基本的土壤素养（soil literacy），直接威胁到土壤安全（Soil Security）五大维度中的"连通性"（Connectivity）维度（McBratney et al., 2014）。

教育框架的进化之路
中兴大学的研究团队历时三年（2018-2020）开展阶梯式教学实验：从2018年土壤水彩艺术展的公众科普，到2019年单次校园土壤观察课，最终进化成2020年包含五大主题的系列课程框架。该框架精准锚定台湾12年基础教育课纲核心素养，通过"土壤观察-实验-蚯蚓-肥力-水彩"的课程链，实现从认知意识到科学实践的闭环。研究团队特别采用"问题驱动学习"策略，例如在土壤pH实验中引导学生联系化学课知识，用离心管（centrifuge tube）等真实实验器材探究土壤过滤功能。

关键技术方法
研究采用混合方法：1）基于台湾12年基础教育课纲的课程对标分析；2）标准化教案设计（含热身-跟进-总结三阶段）；3）小班导师制（1:6师生比）；4）使用土壤手钻（Eijkelkamp）、孟塞尔土色卡（Munsell color chart）等专业工具；5）匿名教学评估问卷。样本覆盖台湾中部6所公立中小学的196名学生，区分城乡差异（城市58名小学生/21名初中生 vs 非城市54名/63名）。

研究结果

4.1 参与度提升策略
数据显示91.7%初中生和80.4%小学生对课程表示喜爱，关键成功因素包括：1）土壤采样（soil auger）等实体操作；2）校园土壤样本的课程延续性应用；3）实验现象自主解释环节。例如在蚯蚓喂养活动中，学生通过制作卷心菜汁观察其摄食行为，将土壤生物指标（Pérès et al., 2011）概念具象化。

4.2 实施可行性验证
课程通过三重保障实现校本化：1）教案与课纲核心素养明确对应（如土壤肥力课链接"理性施肥"农业实践）；2）教学团队包含环保署认证环境教育师；3）提供完整的教具包（含肥料标签解读卡等）。这解决了教师对非学科课程"增加负担"的顾虑。

4.4 未来优化方向
研究指出三个突破点：1）强化科学自我认同（science identity），如引入台湾土壤污染案例；2）建立明确的学习成就路径，如在实验课增加假设验证环节；3）开发本土化教具，如含台湾12种土系（soil series）的认知卡片。

土壤教育的中国方案
该研究首创性地构建了适用于华语教育体系的土壤教育框架，其创新性体现在：1）将土壤安全维度操作化为可测量的教学指标；2）开发出"艺术-科学-农学"三位一体的教学法；3）证实短期干预对青少年环境承诺（environmental commitment）的激发作用。正如讨论部分强调，这套框架不仅适用于台湾的"土壤博物馆"特性（含11个土纲），更可为全球土壤教育提供"支架式创新"（scaffolding for innovation）的范本，特别是在城市化与乡土认知断裂的东亚社会。论文发表在土壤科学新兴期刊《Soil Security》，标志着教育干预研究正式进入土壤安全研究的主流话语体系。