23.2 Fondazione concettuale

Sostenere lo sviluppo sostenibile (SD) del sistema alimentare attraverso gli sforzi educativi può essere un buon investimento, dato che i bambini delle scuole sono i futuri responsabili politici e produttori.

Secondo Shephard (2008), gli educatori e in particolare gli educatori superiori si sono tradizionalmente concentrati sul dominio cognitivo dell’apprendimento senza porre molta enfasi sull’istruzione primaria. Riteniamo che l’uso di strumenti di apprendimento adeguati a livello di scuola primaria possa costituire un pilastro essenziale per portare a cambiamenti positivi a lungo termine nelle società. Questi possono essere realizzati attraverso approcci alternativi di apprendimento e di insegnamento, diversi dai tradizionali approcci deduttivi come «imparare facendo» e «apprendimento esperienziale» pionieri da Dewey (1997) nella sua esperienza lavorativa e nella sua educazione. Nel nostro lavoro di ricerca, presentiamo un tipo di prospettiva dimensionale extracurricolare, in cui aggiungiamo i risultati di apprendimento degli alunni attingendo al dominio affettivo, che si concentra su interessi, atteggiamenti, apprezzamenti, valori, comportamenti mutevoli, insiemi emotivi o pregiudizi (Shephard et al. 2015). L’acquaponica pratica promette di fornire uno strumento pratico di apprendimento induttivo basato sui problemi per l’istruzione.

I casi di studio si basano sull’idea di Service Learning (SL), in cui gli studenti utilizzano le conoscenze accademiche per soddisfare le esigenze della comunità, e il triangolo della conoscenza (istruzione, ricerca e innovazione), che fanno parte dell’insegnamento del programma Integrated Food Studies (IFS) presso l’Università di Aalborg (Mikkelsen e Justesen 2015). L’IFS utilizza anche l’apprendimento basato sui problemi (PBL), dove l’apprendimento viene affrontato con problemi aperti senza risposta assoluta e approcci SL. SL è un approccio pedagogico che è radicato nel PBL e nell’approccio di apprendimento esperienziale (McKay-nesbitt et al. 2012). Utilizzando l’approccio SL, gli studenti dovrebbero essere coinvolti in progetti basati sulle esigenze, i desideri e le richieste delle comunità locali. Il recente interesse a riformare le pratiche e le strategie educative rende l’uso dell’acquaponica una componente importante nel contesto educativo tempestivo e pertinente. Inoltre, si sta diffondendo l’uso di metodi induttivi come il PBL e l’apprendimento basato sulla disciplina (Wood 2003: Armstrong 2008) e l’apprendimento esperienziale (Beard 2010; McKay-Nesbitt et al. 2012), dove i problemi e le domande della vita quotidiana vengono utilizzati per informare il processo di apprendimento. Questi concetti sono tutti favorevoli per l’insegnamento aquaponico. Inoltre, l’idea di SL è compatibile con il concetto di insegnamento aquaponico e la recente riforma scolastica danese (Ministero danese dell’Istruzione 2014) che presentano linee guida su come integrare gli aspetti pratici e teorici del curriculum.

Mentre esistono diversi sistemi aquaponici che possono essere forniti dai produttori e/o sistemi su misura progettati da consulenti, la tecnologia aquaponica in linea di principio è piuttosto semplice. I principi di base possono quindi essere ben compresi dagli studenti, e i sistemi possono essere progettati, costruiti e monitorati dagli studenti utilizzando una gamma di materiali e metodi, che vanno dal basico al sofisticato. Prendendo questa premessa, l’acquaponica è quindi una tecnologia che si adatta perfettamente all’approccio del triangolo della conoscenza. L’istruzione può essere rafforzata attraverso la creazione di collegamenti tra i tre lati del triangolo della conoscenza, vale a dire istruzione, ricerca e innovazione. Il pensiero innovativo su come l’educazione alla sostenibilità potrebbe essere implementata utilizzando strumenti didattici pratici porta l’educatore verso l’acquaponica: un metodo di produzione alimentare che è essenzialmente un’integrazione simbiotica di due discipline mature: il ricircolo dell’acquacoltura e dell’idroponica in un unico sistema di produzione, dove i pesci vivi generano sostanze nutritive per la produzione vegetale. Una semplice unità di sistema acquaponico, come quella mostrata in Fig. 23.1, è stata istituita in una scuola elementare di Copenaghen. La figura illustra alcuni dei componenti di base utilizzati con un breve dettaglio sul suo principio di funzionamento: un semplice acquario dove l’acqua nell’acquario viene mantenuta ad un’altezza costante attraverso un design adeguato per il comfort del pesce. Attraverso una certa azione di pompaggio da una vasca di raccolta situata sotto il letto di coltivazione, l’acqua in eccesso contenente rifiuti di pesce viene percorsa attraverso le aiuole di coltivazione delle piante, dove sono ospitati batteri e altri microbi.

Fig. 23.1 L’apprendimento acquaponico e il mock-up sperimentale. L’illustrazione mostra la configurazione che include acquari e dispositivi di monitoraggio utilizzati per misurare l’equilibrio dell’intero sistema. L’ultima parte è il nucleo dell’obiettivo di apprendimento per gli studenti. (Foto: per gentile concessione di Lija Gunnarsdottir)

Il pozzetto e il letto di coltivazione agiscono insieme come meccanico e biofiltro, rispettivamente, rimuovendo solidi e rifiuti disciolti.

La configurazione in Fig. 23.1 illustra un esempio educativo pratico, incentrato sulla sostenibilità in quanto fornisce un esempio pratico di come possono essere affrontati gli obiettivi definiti negli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG) nell’Agenda 2030 per SD delle Nazioni Unite (ONU 2015b). Obiettivo numero 2, che mira a porre fine alla fame, raggiungere la sicurezza alimentare e migliorare la nutrizione, promuovere l’agricoltura sostenibile, e l’obiettivo numero 4, che si concentra sulla garanzia di un’istruzione di qualità inclusiva ed equa e sulla promozione di opportunità di apprendimento permanente per tutti (ONU 2015b). Queste questioni cruciali possono essere incluse nell’approccio PBL (Problem-based Learning) sviluppato nel caso GBG. Basato su una convinzione condivisa nell’avere soluzioni tecnologiche per i problemi dei sistemi alimentari contemporanei, l’approccio GBG contribuisce a dimostrare la «modernizzazione ecologica» nei processi di produzione alimentare. Attraverso lo sviluppo della didattica per i temi eGBG della sostenibilità e dell’alfabetizzazione alimentare, è emerso chiaramente che per un tale sistema di cambiamento è necessaria la giusta piattaforma attraverso la quale si possano scambiare conoscenze e competenze tra i giovani e i loro insegnanti in ambito scolastico.

Altri studi hanno dimostrato che la mancanza di alfabetizzazione alimentare e nutrizionale tra i giovani è di crescente preoccupazione (Vidgen e Gallagos 2014; Dyg e Mikkelsen 2016). Ciò è particolarmente preoccupante, poiché i metodi convenzionali di produzione alimentare e gli attuali driver persistenti della scienza e della tecnologia hanno alimentato lo sfruttamento globale insostenibile delle risorse terrestri portando a numerose sfide all’interno del sistema alimentare (FAO 2010; UNDP 2016). Inoltre, l’aumento della popolazione mondiale e la rapida urbanizzazione hanno sovraccaricato il sistema alimentare. Le Nazioni Unite prevedono che la popolazione mondiale aumenterà di oltre 1 miliardo di persone entro i prossimi 15 anni, raggiungendo 8,5 miliardi nel 2030. Di questi, la maggioranza (66%) dovrebbe vivere in città entro il 2050 (ONU 2015a). Queste tendenze, in combinazione con la crescita delle abitudini alimentari malsane e dei disturbi legati alla nutrizione, hanno reso imperativo un nuovo approccio alla nutrizione alimentare e all’agriliterazione scolastica.

Le intuizioni del progetto GBG e i risultati di numerose interviste con insegnanti e studenti hanno dimostrato che l’applicazione efficace della tecnologia aquaponica dipende dall’attenta pianificazione e manutenzione del sistema. La versione digitale del GBG — l’eGBG — è stata sviluppata per affrontare queste sfide e per sfruttare le relative opportunità per promuovere l’alfabetizzazione digitale a scuola. L’idea dell’eGBG trae ispirazione dall’idea di autoregolamentazione nei sistemi biologici. Si basa concettualmente sull’idea dell’autopoiesi: riferirsi ad un sistema capace di riprodursi e mantenersi. Il termine introdotto per la prima volta nel 1972 dai biologi Maturana e Varela (1980) descrive l’automantenimento chimica delle cellule viventi (https://en.wikipedia.org/wiki/Cells_(biology)) e da allora, il concetto è stato applicato in una vasta gamma di campi come cognizione, teoria dei sistemi, e sociologia. Nello studio eGBG, illustrato dalla configurazione e dai componenti della Fig. 23.2, la qualità dell’acqua, la temperatura, l’ossigeno disciolto, il CO2, il pH, l’ammoniaca e il contenuto di nitriti sono misurati con sensori utilizzando una configurazione elettronica e digitalizzata, seguita da un’appropriata regolazione automatizzata e regolazioni ai livelli richiesti o impostati. Questo sistema utilizzato insieme a un regime di manutenzione di base consente ai bambini di apprendere meglio le tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC), insieme ai soggetti della scienza, della tecnologia, dell’ingegneria e della matematica (STEM), oltre a una più ampia comprensione delle pratiche sostenibili per l’agricoltura urbana e il benessere degli animali. L’eGBG riduce al minimo l’errore umano e riduce la quantità di risorse critiche come il lavoro fisico e le ore che altrimenti sarebbero necessarie per la cura e il mantenimento di un sistema aquaponico equilibrato.

Fig. 23.2 La configurazione sperimentale di eGBG. L’illustrazione mostra le due parti del sistema. Il sistema acquaponico stesso, i dispositivi di misura e il minicomputer utilizzato per seguire le condizioni biologiche del sistema eGBG