23.2 Концептуальная основа

Можно ожидать, что поддержка устойчивого развития (УР) продовольственной системы с помощью просветительских усилий будет хорошей инвестицией, поскольку в будущем дети будут определять политику и продюсеры.

Согласно Shephard (2008), педагоги и, в частности, высшие учебные заведения традиционно сосредоточивают внимание на познавательной области обучения, при этом основное внимание не уделяется начальному образованию. Мы придерживаемся мнения о том, что использование соответствующих учебных средств на уровне начальной школы может стать важной основой для обеспечения долгосрочных позитивных изменений в обществе. Они могут быть реализованы с помощью альтернативных подходов к обучению и преподаванию, отличающихся от традиционных дедуктивных подходов, таких, как «обучение на практике» и «эмпирическое обучение», которые были впервые предложены Дьюи (1997 год) в его трудовом опыте и образовании. В нашей исследовательской работе мы представляем тип внеклассной трехмерной перспективы, где мы добавляем к результатам обучения учащихся, нажимая на аффективную область, которая фокусируется на интересах, настроениях, оценках, ценностях, изменении поведения и эмоциональных множествах или предубеждениях (Shephard et al. 2015). Практическая аквапоника обещает предоставить практический инструментарий индуктивного обучения для образования.

Все исследования основываются на идее Service Learning (SL), где студенты используют академические знания для удовлетворения потребностей сообщества, и треугольнике знаний (образование, исследования и инновации), которые являются частью обучения в программе Integrated Food Studies (IFS) в Университете Ольборга (Миккельсен и Юстесен) 2015). IFS также использует Problem-Based Learning (PBL), где обучение подходит с открытыми проблемами без абсолютного правильного ответа, а также подходы SL. SL является педагогическим подходом, который уходит корнями в PBL, а также в эмпирическом подходе к обучению (McKay-Nesbitt et al. 2012). Предполагается, что, используя подход SL, студенты будут участвовать в проектах, основанных на потребностях, пожеланиях и требованиях местных общин. Недавний интерес к реформированию образовательной практики и стратегий делает использование аквапоники важным компонентом в образовательном контексте своевременным и актуальным. Кроме того, все шире используются индуктивные методы, такие как PBL и дисциплинированное обучение (Wood 2003: Armstrong 2008), а также эмпирическое обучение (Beard 2010; McKay-Nesbitt et al. 2012), где повседневные проблемы и вопросы используются для информационного процесса обучения. Все эти понятия благоприятны для обучения аквапонике. Кроме того, идея SL совместима с концепцией обучения аквапоники и недавней школьной реформой Дании (Министерство образования Дании 2014), в которой представлены руководящие принципы интеграции практических и теоретических аспектов учебной программы.

Несмотря на то, что существует несколько аквапонических систем, которые могут поставляться производителями и/или заказными системами, разработанными консультантами, технология аквапоники в принципе довольно проста. Таким образом, основные принципы могут быть хорошо поняты учащимися, и системы могут разрабатываться, строиться и контролироваться студентами с использованием целого ряда материалов и методов, начиная от базовых до сложных. Принимая эту посылку, аквапоника, таким образом, является технологией, которая в высшей степени подходит для подхода «треугольник знаний». Образование может быть улучшено за счет установления связей между тремя сторонами «треугольника знаний», т.е. образованием, исследованиями и инновациями. Инновационное мышление о том, как образование в интересах устойчивого развития может быть реализовано с помощью практических образовательных инструментов, приводит педагога к аквапонике: методу производства продуктов питания, который по сути является симбиотической интеграцией двух зрелых дисциплин — рециркулирующей аквакультуры и гидропоники в одной производственной системе, где живая рыба генерирует питательные вещества для растениеводства. В одной из начальных школ Копенгагена была создана простая система аквапоники, подобная той, которая показана на рис. 23.1. На рисунке показаны некоторые из основных компонентов, используемых с кратким описанием принципа его работы: простой аквариум, где вода в аквариуме держится на постоянной высоте благодаря соответствующей конструкции для комфорта рыбы. Благодаря качке из резервуара подстойника, расположенного под растительным слоем, избыток воды, содержащей рыбные отходы, перемещается по клубам растительных растений, где хранятся бактерии и другие микробы.

Рис. 23.1 Аквапоническое обучение и экспериментальный макет. На рисунке показана установка, включающая аквариум для рыб и устройства мониторинга, используемые для измерения равновесия всей системы. Последняя часть является основой цели обучения для студентов. (Фото: любезно предоставлено Лией Гуннарсдоттир)

Отстойник и растущий слой действуют вместе как механические и биофильтры, соответственно, удаляя твердые вещества и растворенные отходы.

Схема, приведенная на рис. 23.1, иллюстрирует практический образовательный пример, в котором основное внимание уделяется устойчивости, поскольку она представляет собой практический пример того, как можно достичь целей, поставленных в рамках целей в области устойчивого развития (ЦУР) Повестки дня ООН на период до 2030 года в области УР (ООН 2015b). Цель № 2, которая нацелена на искоренение голода, обеспечение продовольственной безопасности и улучшение питания и поощрение устойчивого сельского хозяйства, и цель № 4, которая нацелена на обеспечение инклюзивного и справедливого качественного образования и поощрение возможностей обучения на протяжении всей жизни для всех (ООН 2015b). Эти важнейшие вопросы могут быть включены в подход, основанный на проблемах обучения (PBL), который был разработан в деле GBG. Основываясь на общей твердой убежденности в наличии технологических решений проблем современных продовольственных систем, подход GBG способствует демонстрации «экологической модернизации» в процессах производства продуктов питания. С помощью разработки дидактических тем EgBG, касающихся устойчивости и продовольственной грамотности, стало ясно, что для того, чтобы такая система привела к переменам, необходима правильная платформа, с помощью которой можно было бы обмениваться знаниями и навыками между молодыми людьми и их учителями в школьной среде.

Другие исследования показали, что отсутствие грамотности среди молодежи в области продовольствия и питания вызывает растущую озабоченность (Vidgen and Gallagos 2014; Dyg and Mikkelsen 2016). Это особенно актуально, поскольку традиционные способы производства продовольствия и нынешние устойчивые движущие силы науки и техники подпитывают неустойчивую глобальную эксплуатацию земных ресурсов, что привело к многочисленным проблемам в рамках продовольственной системы (FAO 2010; UNDP 2016). Кроме того, увеличение численности населения мира и стремительная урбанизация перегружают продовольственную систему. Организация Объединенных Наций прогнозирует, что в течение следующих 15 лет численность населения мира увеличится более чем на 1 млрд. человек, достигнув 8,5 млрд. человек в 2030 году. Согласно прогнозам, большинство из них (66%) будут проживать в городах к 2050 году (ООН 2015a). Эти тенденции в сочетании с ростом нездоровых привычек питания и расстройств, связанных с питанием, сделали необходимым новый подход к пищевому питанию и агролитерации в школе.

Опыт проекта GBG и результаты многочисленных интервью как с преподавателями, так и со студентами показали, что успешное применение аквапоники зависит от тщательного планирования и обслуживания системы. Цифровая версия GBG — EgBG — была разработана для решения этих проблем и использования связанных с этим возможностей для продвижения цифровой грамотности в школе. Идея EgBG черпает вдохновение из идеи саморегуляции в биологических системах. Она концептуально основана на идее автопоэза: речь идет о системе, способной воспроизводить и поддерживать себя. Термин, впервые введенный в 1972 году биологами Матуриной и Варелой (1980), описывает самоподдерживающуюся химию живых клеток,, и с тех пор концепция применяется в широком спектре областей, таких как когниция, теория систем, и социология. В исследовании EgBg, показанном на рис. 23.2, качество воды, температура, содержание растворенного кислорода, CO2, рН, аммиака и нитритов измеряются с помощью датчиков с использованием электронных и цифровых установок, а затем с соответствующей автоматизированной регулировкой. и корректировки на требуемый или заданный уровень. Эта система, используемая наряду с базовым режимом обслуживания, позволяет детям лучше изучать информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), а также предметы науки, техники, инженерии и математики (STEM), а также более глубокое понимание практики устойчивого городского земледелия и охраны животных. EgBG минимизирует человеческие ошибки и уменьшает количество критических ресурсов, таких как физический труд и часы, которые в противном случае потребовались бы для ухода и обслуживания сбалансированной аквапонной системы.

Рис. 23.2 Экспериментальная установка EgBG. На рисунке показаны две части системы. Сама аквапонная система и измерительные приборы и миниконтроллер, используемые для наблюдения за биологическим состоянием системы EgBG