22.1 Введение

Аквапоника является не только перспективной технологией производства продуктов питания; она также способствует научной грамотности и является очень хорошим инструментом для преподавания естественных наук (биологических и физических наук) на всех уровнях образования, начиная с начальной школы (Hofstetter 2007, 2008; Bamert and Albin 2005; Bollmann- Zuberbuehler et al. 2010; Junge et al. 2014) до профессионального образования (Baumann 2014; Peroci 2016) и на университетском уровне (Graber et al. 2014).

Система модели класса аквапоники обеспечивает множество способов обогащения занятий по науке, технике, технике и математике (STEM). Практический подход также позволяет осуществлять эмпирическое обучение, которое представляет собой процесс обучения через физический опыт, а точнее процесс «смыслового» непосредственного опыта человека (Kolb 1984). Таким образом, аквапоника может стать приятным и эффективным способом для учащихся изучения STEM контента. Он также может использоваться для преподавания таких предметов, как бизнес и экономика, для решения таких вопросов, как устойчивое развитие, экология, сельское хозяйство, продовольственные системы и здравоохранение (Hart et al. 2013).

Базовую аквапонику можно построить легко и недорого. Всемирная паутина является хранилищем многих примеров видео и инструкций о том, как построить аквапонику из различных компонентов, что приводит к различным размерам и настройкам. Недавние исследования одного из таких прототипов микроаквапоники показали, что, несмотря на то, что он мал, он может имитировать полномасштабное устройство и является эффективным учебным инструментом с относительно низким воздействием на окружающую среду (Maucieri et al. 2018). Однако внедрение аквапоники в классных комнатах не обошлось без проблем. Hart et al. (2013) сообщают, что технические трудности, отсутствие опыта и знаний, а также техническое обслуживание в периоды отпусков могут создавать значительные препятствия для использования учителями аквапоники в образовании и что незаинтересованность со стороны учителя может также быть одним из решающих факторов (Graham et al. 2005; Hart et al. 2014). Clayborn et al. (2017), с другой стороны, показали, что многие педагоги готовы включить аквапонику в класс, особенно в тех случаях, когда предоставляются дополнительные стимулы, такие как практический опыт.

Wardlow et al. (2002) исследовали восприятие преподавателями аквапонической единицы как системы класса, а также иллюстрировали прототип единицы, которую можно легко построить. Все преподаватели решительно согласились с тем, что включение в класс подразделения аквапоники вдохновляет учащихся и ведет к более тесному взаимодействию между учащимися и преподавателями, тем самым способствуя диалогу о науке. С другой стороны, неясно, как именно преподаватели и студенты использовали аквапонику и предлагаемые учебные материалы. Поэтому до сих пор отсутствует информация, необходимая для оценки влияния занятий аквапоники на достижение целей учебных программ учащихся. В исследовании по использованию аквапоники в образовании США (Genello et al.

2015. респонденты указали, что аквапоника часто используется для преподавания предметов, которые в большей степени ориентированы на темы STEM. Обучение аквапонике в начальных и средних школах ориентировано на науку, ориентировано на проекты и ориентировано прежде всего на учащихся старшего возраста, в то время как аквапоника в колледжах и университетах, как правило, была более широкой и менее интегрирована в учебную программу. Междисциплинарные предметы, такие, как продовольственные системы и экологические науки, преподаются с использованием аквапоники чаще в колледжах и университетах, чем в школах, где основное внимание уделяется отдельным дисциплинам, таким как химия или биология. Интересно, что лишь несколько профессионально-технических училищ использовали аквапонику для преподавания предметов, отличных от аквапоники. Это указывает на то, что для этих преподавателей аквапоника является самостоятельным предметом, а не средством решения проблем СТЭМ или пищевой системы (Genello et al. 2015).

Хотя в вышеупомянутых исследованиях говорится о том, что аквапоника обладает потенциалом для поощрения использования экспериментов и практического обучения, в них не дается оценка влияния аквапоники на результаты обучения. Junge et al. (2014) оценивали аквапонику как инструмент продвижения системного мышления в классе. Авторы сообщили, что учащиеся в возрасте 13—14 лет (седьмой класс в Швейцарии) показали статистически значимое увеличение по всем показателям, измеренным для оценки их способности к системному мышлению. Однако, поскольку ученики не имели никаких предварительных знаний о системном мышлении и поскольку контрольной группы не было, авторы пришли к выводу о необходимости проведения дополнительных тестов для оценки того, имеет ли аквапоника дополнительные преимущества по сравнению с другими учебными пособиями. Эта проблема была рассмотрена в исследовании Schneller et al. (2015), которые обнаружили значительный прогресс в оценке экологических знаний у учащихся в возрасте 10—11 лет по сравнению с контрольной группой в возрасте 17 лет. Кроме того, в ответ на вопрос о своих предпочтениях в обучении большинство студентов указали, что они предпочитают практическую эмпирическую педагогику, такую, как аквапоника или гидропоника. Большинство студентов также обсуждали учебную программу со своими семьями, объясняя, как работают гидропоники и аквапоники. Это наблюдение расширяет убеждение в том, что практическое обучение с использованием аквапоники (и гидропоники) не только оказывает стимулирующее воздействие на учителей и студентов, но и ведет к обучению представителей разных поколений.

Цель настоящей главы состоит в том, чтобы дать обзор возможных стратегий включения аквапоники в учебные программы на различных уровнях образования, которые проиллюстрированы тематическими исследованиями, проводимыми в различных странах. На основе оценок, проведенных с некоторыми из этих тематических исследований, мы пытаемся ответить на вопрос о том, выполняет ли аквапоника свое обещание в качестве образовательного инструмента.