23.2 Fondement conceptuel
Soutenir le développement durable (DD) du système alimentaire au moyen d’efforts éducatifs devrait être un bon investissement, car les écoliers sont les futurs décideurs et producteurs.
Selon Shephard (2008), les éducateurs et, en particulier, les éducateurs supérieurs se sont traditionnellement concentrés sur le domaine cognitif de l’apprentissage, sans que l’accent soit mis sur l’enseignement primaire. Nous estimons que l’utilisation d’outils d’apprentissage appropriés au niveau de l’école primaire peut être un pilier essentiel pour provoquer des changements positifs à long terme dans les sociétés. On peut les réaliser au moyen d’approches alternatives d’apprentissage et d’enseignement, différentes des approches déductives traditionnelles telles que « l’apprentissage par la pratique » et « l’apprentissage expérientiel » mises en œuvre par Dewey (1997) dans son expérience de travail et ses études. Dans nos travaux de recherche, nous présentons un type de perspective dimensionnelle extrascolaire, où nous ajoutons aux résultats d’apprentissage des élèves en puisant dans le domaine affectif, qui met l’accent sur les intérêts, les attitudes, les appréciations, les valeurs, les comportements changeants et les ensembles ou préjugés émotionnels (Shephard et coll. 2015). L’aquaponie pratique promet de fournir un outil pratique d’apprentissage inductif basé sur des problèmes pour l’éducation.
Les cas d’étude s’appuient tous sur l’idée de Service Learning (SL), où les étudiants utilisent les connaissances académiques pour répondre aux besoins de la communauté, et sur le triangle de la connaissance (éducation, recherche et innovation), qui font partie de l’enseignement du programme Integrated Food Studies (IFS) de l’Université d’Aalborg (Mikkelsen et Justesen 2015). L’IFS utilise également l’apprentissage basé sur les problèmes (PBL), où l’apprentissage est abordé avec des problèmes ouverts sans réponse absolue, ainsi que des approches SL. SL est une approche pédagogique ancrée dans la PBL ainsi que dans l’approche de l’apprentissage expérientiel (McKay-Nesbitt et al., 2012). En utilisant l’approche de la LS, les étudiants sont censés participer à des projets fondés sur les besoins, les souhaits et les demandes des communautés locales. L’intérêt récent porté à la réforme des pratiques et des stratégies éducatives fait de l’utilisation de l’aquaponie un élément important dans le contexte éducatif opportun et pertinent. En outre, l’utilisation de méthodes inductives telles que la PBL et l’apprentissage par discipline (Wood 2003 : Armstrong 2008) ainsi que l’apprentissage par l’expérience (Beard 2010 ; McKay-Nesbitt et al. 2012), où les problèmes et les questions de la vie quotidienne sont utilisés pour éclairer le processus d’apprentissage, se répandent. Ces concepts sont tous favorables à l’enseignement aquaponique. En outre, l’idée de SL est compatible avec le concept d’enseignement aquaponique et avec la récente réforme scolaire danoise (Ministère danois de l’éducation 2014) qui présente des lignes directrices sur la façon d’intégrer les aspects pratiques et théoriques du programme.
Bien qu’il existe plusieurs systèmes aquaponiques qui peuvent être fournis par des fabricants et/ou des systèmes sur mesure conçus par des consultants, la technologie aquaponique en principe est plutôt simple. Les principes de base peuvent donc être bien compris par les élèves, et les systèmes peuvent être conçus, construits et surveillés par les élèves à l’aide d’une gamme de matériaux et de méthodes allant du basique au sophistiqué. En partant de ce principe, l’aquaponie est donc une technologie qui convient parfaitement à l’approche du triangle de la connaissance. L’éducation peut être améliorée par la création de liens entre les trois côtés du triangle de la connaissance, c’est-à-dire l’éducation, la recherche et l’innovation. Une réflexion novatrice sur la façon dont l’éducation à la durabilité pourrait être mise en œuvre à l’aide d’outils éducatifs pratiques conduit l’éducateur vers l’aquaponie : une méthode de production alimentaire qui est essentiellement une intégration symbiotique de deux disciplines matures — la recirculation de l’aquaculture et de l’hydroponie dans un seul système de production, où les poissons vivants génèrent des nutriments pour la production végétale. Une unité de système aquaponique simple, comme celle illustrée sur la figure 23.1, a été mise en place dans une école élémentaire de Copenhague. La figure illustre certains des composants de base utilisés avec un bref détail sur son principe de fonctionnement : un aquarium simple où l’eau dans le réservoir est maintenue à une hauteur constante grâce à une conception appropriée pour le confort du poisson. Grâce à une action de pompage à partir d’un réservoir de puisard situé sous le lit de culture, l’excès d’eau contenant des déchets de poisson est acheminé dans des lits de plantes, où sont hébergés des bactéries et d’autres microbes.
Fig. 23.1 L’apprentissage aquaponique et la maquette expérimentale. L’illustration montre la configuration, y compris le réservoir de poissons d’aquarium et les dispositifs de surveillance utilisés pour mesurer l’équilibre de l’ensemble du système. La dernière partie est au cœur de l’objectif d’apprentissage pour les élèves. (Photos : gracieuseté de Lija Gunnarsdottir)
Le puisard et le lit de culture agissent ensemble comme filtres mécaniques et biofiltres, respectivement, en éliminant les solides et les déchets dissous.
La configuration de la figure 23.1 illustre un exemple pédagogique pratique, mettant l’accent sur la durabilité, car elle fournit un exemple pratique de la manière dont les objectifs énoncés dans les Objectifs de développement durable (ODD) dans l’Agenda 2030 des Nations Unies pour le développement durable (ONU 2015b) peuvent être atteints. L’objectif no 2, qui vise à mettre fin à la faim, à assurer la sécurité alimentaire et à améliorer la nutrition, et à promouvoir une agriculture durable, et l’objectif no 4, qui vise à assurer une éducation de qualité inclusive et équitable et à promouvoir des possibilités d’apprentissage tout au long de la vie pour tous (Nations Unies 2015b). Ces questions cruciales peuvent être incluses dans l’approche d’apprentissage basé sur les problèmes (PBL) qui a été développée dans l’affaire GBG. Basée sur une ferme conviction commune de disposer de solutions technologiques aux problèmes des systèmes alimentaires contemporains, l’approche GBG contribue à démontrer la « modernisation écologique » des processus de production alimentaire. Grâce au développement de la didactique pour les thèmes de la durabilité et de la littératie alimentaire, il est apparu clairement que, pour qu’un tel système entraîne des changements, il fallait disposer d’une plate-forme adéquate permettant d’échanger des connaissances et des compétences entre les jeunes et leurs enseignants dans le cadre scolaire.
D’autres études ont montré que le manque de connaissances en matière d’alimentation et de nutrition chez les jeunes est de plus en plus préoccupant (Vidgen et Gallagos 2014 ; Dyg et Mikkelsen 2016). Cela est particulièrement préoccupant, car les modes traditionnels de production alimentaire et les moteurs actuels de la science et de la technologie ont alimenté l’exploitation non durable des ressources terrestres à l’échelle mondiale, ce qui a entraîné de nombreux défis au sein du système alimentaire (FAO 2010 ; PNUD 2016). En outre, l’augmentation de la population mondiale et l’urbanisation rapide ont surchargé le système alimentaire. Les Nations Unies prévoient que la population mondiale augmentera de plus d’un milliard de personnes au cours des 15 prochaines années, pour atteindre 8,5 milliards en 2030. De ce nombre, la majorité (66 %) devrait vivre dans des villes d’ici 2050 (Nations Unies 2015a). Ces tendances, conjuguées à la croissance des habitudes alimentaires malsaines et des troubles liés à la nutrition, ont rendu impératif une nouvelle approche de la nutrition alimentaire et de l’agriculture à l’école.
Les enseignements tirés du projet GBG et les résultats de nombreuses entrevues avec les enseignants et les élèves ont montré que la réussite de l’application de la technologie aquaponique dépend d’une planification et d’une maintenance minutieuses du système. La version numérique du GBG — le eGBG — a été élaborée pour relever ces défis et exploiter les possibilités qui s’y rattachent pour promouvoir la littératie numérique à l’école. L’idée de l’eGBG s’inspire de l’idée d’autorégulation dans les systèmes biologiques. Il est conceptuellement basé sur l’idée de l’autopoïèse : se référant à un système capable de se reproduire et de se maintenir. Le terme introduit pour la première fois en 1972 par les biologistes Maturana et Varela (1980) décrit l’auto-entretien chimie des [cellules,](https://en.wikipedia.org/wiki/Cells_(biology)] et depuis lors, le concept a été appliqué dans un large éventail de domaines tels que cognition, théorie des systèmes, et sociologie. Dans l’étude EgBG, illustrée par la configuration et les composants de la figure 23.2, la qualité de l’eau, la température, l’oxygène dissous, le CO2, le pH, l’ammoniac et la teneur en nitrite sont mesurées à l’aide de capteurs utilisant une configuration électronique et numérique, suivie d’une régulation automatisée appropriée et des ajustements aux niveaux requis ou définis. Ce système utilisé parallèlement à un régime d’entretien de base permet aux enfants d’apprendre les technologies de l’information et de la communication (TIC), ainsi que les sciences, la technologie, l’ingénierie et les mathématiques (STIM), en plus d’une meilleure compréhension des pratiques d’agriculture urbaine durable et de bien-être animal. L’eGBG minimise l’erreur humaine et réduit la quantité de ressources essentielles telles que le travail physique et les heures qui seraient autrement nécessaires pour le soin et l’entretien d’un système aquaponique équilibré.
Fig. 23.2 La configuration expérimentale eGBG. L’illustration montre les deux parties du système. Le système aquaponique lui-même et les appareils de mesure et le mini-ordinateur utilisés pour suivre l’état biologique du système eGBG