22.4 Aquaponie dans les écoles secondaires

Selon la classification CITE (UNESCO-UIS 2012), l’enseignement secondaire offre des activités d’apprentissage et d’éducation en s’appuyant sur l’enseignement primaire et en se préparant à l’entrée sur le marché du travail ainsi qu’à l’enseignement postsecondaire non tertiaire et tertiaire. D’une manière générale, l’enseignement secondaire vise à assurer l’apprentissage à un niveau intermédiaire de complexité.

Alors qu’au niveau de l’enseignement primaire, les élèves sont principalement orientés vers des exercices d’observation et de description sur les organismes et les processus en aquaponie, les élèves des écoles secondaires peuvent apprendre à comprendre les processus dynamiques. L’aquaponie permet cette complexité accrue et favorise la pensée systémique (Junge et al., 2014).

Exemple 22.3 Cours d’un semestre dans une école de grammaire en Suisse

Hofstetter (Hofstetter 2008) a mis en place des unités d’enseignement aquaponique dans une Grammar School (en allemand : Gymnasium) de Zurich et a testé l’hypothèse selon laquelle l’intégration de l’aquaponie dans l’enseignement a une influence positive sur la pensée systémique (Ossimitz 2000) parmi les élèves. Les étudiants du gymnase en Suisse appartiennent à une section supérieure à la moyenne de la population étudiante : ils ont de très bonnes notes, sont habitués au travail autonome et font preuve d’une capacité constante et d’un intérêt général dans différents domaines. Trois classes de septième année ont été impliquées, avec un total de 68 élèves (32 femmes et 36 hommes) âgés de 12 à 14 ans.

Six petits aquaponiques simples ont été construits selon la description générale de Bamert et Albin (2005) (figure 22.4). Les élèves étaient responsables de la construction, de l’exploitation et de la surveillance des systèmes. Ils ont reçu les matériaux nécessaires et ont construit les unités aquacoles et hydroponiques. Des semis de tomate (Solanum lycopersicum) et de basilic (Ocimum basilicum) ont été plantés dans des lits argileux expansés. Chaque aquarium a été rempli de deux rudd commun (Scardinius erythrophthalmus) capturés dans un étang voisin et y est retourné après l’expérience.

Chaque système a été surveillé quotidiennement et les opérations suivantes ont été effectuées : mesure de la hauteur de la plante, observation de la santé de la plante, mesure de l’alimentation des poissons et alimentation des poissons, suivi du comportement des poissons, mesure de la température de l’eau et remplissage de l’aquarium avec de l’eau. Toutes les mesures et observations ont été documentées dans un journal, qui a également servi à transférer l’information entre les trois groupes qui ont travaillé sur le même système.

La séquence d’enseignement (tableau 22.3) s’est déroulée entre octobre 2007 et janvier 2008. Plusieurs thèmes ont été introduits dans les leçons concepts de base du système (relation entre les composantes du système, concepts de rétroaction et autorégulation) et connaissances de base sur l’aquaponie. Toutes les unités d’enseignement sont décrites en détail dans Bollmann-Zuberbuehler et al. (2010). L’effet de la séquence d’enseignement sur les compétences de pensée systémique a été évalué au début et à la fin de la séquence (voir [Sect. 22.8.1.4](/community/articles/22-8-does-aquaponics-fulfill-its-promise-in-teaching-evaluation-of-students-responses-to-aquaponics #22814 -Promoting-systems-thinking-with- Aquaponics-en-Suisse)) et a été décrite en détail dans Junge et al. (2014).

Exemple 22.4 ExplorLabor : Journée de la science à l’Université des sciences appliquées de Zurich pour les élèves des écoles secondaires, Suisse

Vingt élèves âgés de 18 à 19 ans (11ème année scolaire, spécialisation en biologie et chimie) de l’École cantonale de Menzingen visitent chaque année la Haute école spécialisée de Zurich (ZHAW) pour un atelier d’aquaponie. Le programme varie légèrement d’une année à l’autre, en fonction des expériences en cours dans le laboratoire d’aquaponie.

uProgramme : /u

• Salutations : Introduction à l’atelier.
• Vidéo d’apprentissage en ligne : Introduction à l’aquaponie.
• Visite de l’installation de démonstration aquaponique ; discussion sur le comportement approprié dans l’installation expérimentale.
• Apprentissage des méthodes de mesure. Division en 4 équipes.
• Visite du Laboratoire Aquaponique, composé de 4 systèmes (trois aquaponiques et un hydroponique). Chaque équipe a recueilli des données à partir d’un seul système.

uAffectation : /u

1. Mesure de la qualité de l’eau dans différentes parties des systèmes aquaponiques et hydroponiques (aquarium, biofiltre et puisard) à l’aide du compteur portatif multiélectrode (Hach Lange GmbH, Rheineck, CH) pour mesurer la température (T), le pH, la teneur en oxygène et la conductivité électrique (EC).
2. Utilisation du Dualex-Clip pour mesurer l’indice d’équilibre d’azote (NBI), la teneur en chlorophylle (CHL), la teneur en flavonoïdes (FLV) et la teneur en anthocyanine (ANTH) des feuilles de trois laitues.
3. Remplissez les données dans la feuille de calcul Excel prépréparée.
4. Retour à la classe : Calculer s’il y a des différences entre les plantes qui poussent dans les systèmes aquaponiques et hydroponiques, comparer les données et discuter.

Fig. 22.4 Simple aquaponie en classe. (Adapté d’après Bamert et Albin 2005). Les plantes poussent dans des récipients remplis d’agrégat d’argile expansée légère (LECA) qui est habituellement utilisé en hydroculture

Tableau 22.3 Séquence des unités d’enseignement dans trois classes d’élèves de septième année au cours d’un semestre dans une Grammar School en Suisse

table thead tr class=“en-tête » L’unité d’enseignement/e e Nombre des leçons /th e Méthodes /th e Contenu /th /tr /thead tbody tr class=“impair » TDTU1/TD td 1 /td td Enquête sur les connaissances existantes /td td Test de pré-activité /td /tr tr class=“même » TDTU2/TD td 4 /td td Conférence par enseignant, recherche et présentations par les étudiants /td td Principes de base du système /td /tr tr class=“impair » TDTU3/TD td 2 /td td Conférence par enseignant, affectation de l’étudiant /td td L’outil « Cercle de connexion » permet aux élèves de dessiner un diagramme d’un système (adopté de Quaden et Ticotsky 2004) /td /tr tr class=“même » td rowspan=2 Tu4/td td rowspan=2 2 /td td Apprentissage découverte /td td rowspan=2 Planification d’une aquaponie : sous-unités, connexions /td /tr tr class=“impair » td Présentations par les étudiants /td /tr tr class=“même » TDTu5/TD td 2 /td td Apprentissage basé sur des (PBL) /td td Définition des principaux indicateurs du système : Poissons et plantes et leurs interactions /td /tr tr class=“impair » TDTU6/TD td 3 /td td Apprentissage découverte /td td Surveillance de l’aquaponie /td /tr tr class=“même » TDTU7/TD td 3 /td td Présentations par les étudiants /td td Dessin d’un diagramme des interconnexions dans l’aquaponie /td /tr tr class=“impair » TDTU8/TD td 1 /td td Enquête sur les connaissances /td td Test de post-activité /td /tr tr class=“même » TDTU9/TD td 2 /td td Fête aquaponique /td td Récolte, préparation de la salade, manger /td /tr /tbody /table

Modifié après Junge et coll. (2014)