22.4 Аквапоника в средних школах

В соответствии с классификацией МСКО (ЮНЕСКО-ИСЮ 2012) среднее образование обеспечивает учебную и образовательную деятельность на основе начального образования и подготовки как к первому выходу на рынок труда, так и к послесреднему невысшему и высшему образованию. В широком смысле среднее образование нацелено на обеспечение обучения на промежуточном уровне сложности.

В то время как на уровне начального образования учащиеся в основном ориентированы на наблюдательные и описательные упражнения по организмам и процессам в аквапонике, учащиеся средних школ могут обучаться пониманию динамических процессов. Аквапоника повышает сложность и способствует системному мышлению (Junge et al. 2014).

Пример 22.3 Один семестр курса в средней школе Швейцарии

Hofstetter (Hofstetter 2008) внедрил аквапонические учебные единицы в гимназии (немецкий язык: Gymnasium) в Цюрихе и протестировал гипотезу о том, что включение аквапоники в обучение оказывает положительное влияние на системное мышление (Ossimitz 2000) среди студентов. Студенты гимназии в Швейцарии относятся к группе студентов выше среднего уровня: они имеют очень хорошие оценки, привыкли к самостоятельной работе, демонстрируют последовательные способности и общие интересы в различных вопросах. Было охвачено три седьмых класса, в которых обучалось в общей сложности 68 учащихся (32 женщины и 36 мужчин) в возрасте от 12 до 14 лет.

Шесть простых, малых аквапоник построены по общему описанию в Bamert and Albin (2005) (рис. 22.4). Студенты отвечали за строительство, эксплуатацию и мониторинг систем. Они были обеспечены необходимыми материалами и построены аквакультуры и гидропоники. Саженцы помидоров (Solanum lycopersicum) и базилика (Ocimum basilicum) были посажены в керамзистых глиняных клубах. Каждый аквариум был снабжен двумя обыкновенными красноперками (Scardinius erythrophthalmus), пойманными в близлежащем пруду и вернувшимися туда после эксперимента.

Каждая система контролировалась ежедневно, и были проведены следующие операции: измерение высоты растений, наблюдение за состоянием растений, измерение кормов рыб и кормление рыбы, мониторинг поведения рыб, измерение температуры воды и пополнение аквариума водой. Все измерения и наблюдения были задокументированы в дневнике, который также служил для передачи информации между тремя группами, работающими над одной системой.

Последовательность преподавания (таблица 22.3) проходила в период с октября 2007 года по январь 2008 года. На уроках было введено несколько тем, основных понятий системы (взаимосвязь между компонентами системы, концепции обратной связи и саморегуляции), а также базовых знаний о аквапонике. Все учебные единицы подробно описаны в Bollmann-Zuberbuehler et al. (2010). Влияние последовательности обучения на системное мышление компетенций оценивалось в начале и в конце последовательности (см. [Sect. 22.8.1.4](/community/articles/22-8-des-aquaponics-promise-its-promise-in-promise-in-promoting-system-thes- #22814 Аквапоника в Швейцарии) и подробно описан в Junge et al. (2014).

Пример 22.4 Исследовательский труд: День науки в Цюрихском университете прикладных наук для учащихся средних школ, Швейцария

Двадцать студентов в возрасте от 18 до 19 лет (11-й учебный год, специальность «Биология и химия») из Кантональной школы в Менцингене ежегодно посещают Цюрихский университет прикладных наук (ZHAW) для участия в семинаре по аквапонике. Программа несколько варьируется из года в год, в зависимости от текущих экспериментов в Лаборатории Аквапоники.

uПрограмма: /u

• Приветствие: Введение в семинар.
• Видео электронного обучения: Введение в аквапонику.
• Экскурсия по аквапоническому демонстрационному объекту; обсуждение соответствующего поведения в экспериментальном объекте.
• Обучение методам измерения. Разделение на 4 команды.
• Экскурсия по Лаборатории Аквапоники, состоящей из 4 систем (три аквапоники и одна гидропоника). Каждая команда собирала данные из одной системы.

UНазначение: /u

1. Измерение качества воды в различных частях аквапонной и гидропонной систем (аквариум, биофильтр и отстойник) с помощью портативного многоэлектродного измерителя (Hach Lange GmbH, Rheineck, CH) для измерения температуры (T), рН, содержания кислорода и электропроводности (EC).
2. Использование Dualex-Clip для измерения индекса баланса азота (NBI), содержания хлорофилла (CHL), содержания флавоноидов (FLV) и содержания антоцианина (ANTH) в листьях трех салат-латука.
3. Заполнение данных в предварительно подготовленной электронной таблице Excel.
4. Вернуться к классу: Расчёт, есть ли различия между растениями салата, которые растут в аквапонной и гидропонной системах, сравнение данных и обсуждения.

Рис. 22.4 Простая классная аквапоника. (Адаптировано после Бамерта и Альбина 2005). Растения растут в контейнерах, заполненных легким керамзированным глинистым заполнителем (LECA), который обычно используется в гидрокультурах

** Таблица 22.3** Последовательность учебных модулей в трех классах учащихся седьмых классов в течение одного семестра в средней школе Швейцарии

стол тхед tr class=“заголовок» Учебная единица/ч т Число уроков /th т Методы /th т Содержимое /th /tr /thead тбоди tr class=“нечетный» TDTU1/TD td 1 /td td Обследование существующих знаний /td td Тестирование перед активностью /td /tr tr class=“даже» TDTU2/TD td 4 /td td Лекция преподавателя, исследования и презентации студентов /td td Основы системы /td /tr tr class=“нечетный» TDTU3/TD td 2 /td td Лекция преподавателя, задание студента /td td Инструмент «Соединительный круг» позволяет студентам нарисовать схему системы (принят из Квадена и Тикотского 2004) /td /tr tr class=“даже» td rowspan=2 TU4/TD td rowspan=2 2 /td td Изучение открытий /td td rowspan=2 Планирование аквапоники: подразделения, соединения /td /tr tr class=“нечетный» td Презентации студентов /td /tr tr class=“даже» TDTU5/TD td 2 /td td Обучение на основе проблем (PBL) /td td Определение основных показателей системы: Рыба и растения и их взаимодействие /td /tr tr class=“нечетный» TDTU6/TD td 3 /td td Изучение открытий /td td Мониторинг аквапоники /td /tr tr class=“даже» TDTU7/TD td 3 /td td Презентации студентов /td td Построение схемы взаимосвязей в аквапонике /td /tr tr class=“нечетный» TDTU8/TD td 1 /td td Обследование знаний /td td Испытание на постактивность /td /tr tr class=“даже» TDTU9/TD td 2 /td td Аквапоник /td td Урожай, приготовление салата, питание /td /tr /tbody /таблица

Изменено после Junge et al. (2014)