23.2 概念基础

通过教育努力支持粮食系统的可持续发展可望是一项很好的投资，因为学童是未来的决策者和生产者。

据 Shephard (2008 年) 称，教育工作者，特别是高等教育工作者传统上侧重于认知学习领域，而没有把重点放在初等教育上。 我们认为，在小学一级使用适当的学习工具可以成为促成社会长期积极变革的重要支柱。 这些都可以通过替代学习和教学方法来实现，而不同于杜威（1997 年）在其工作经验和教育中开创的 “边干边学” 和 “体验式学习” 等传统演绎方法。 在我们的研究工作中，我们提出了一种课外维度视角，我们通过深入感情领域来增加学生的学习成果，侧重于兴趣、态度、欣赏、价值观、改变行为和情绪设置或偏见（Shephard 等人，2015 年）。 实用的水上乐园有望为教育提供一个基于问题的亲身学习工具。

学习案例都基于服务学习（SL）的理念，即学生利用学术知识来满足社区需求，以及知识三角（教育、研究和创新），后者是奥尔堡大学（米克尔森和 Justesen）综合食品研究（IFS）课程教学的一部分。(2015 年)。 IFS 还使用基于问题的学习 (PBL)，在这种学习方法中，学习方式是处理开放式问题而没有绝对正确答案的问题，以及 SL 方法。 SL 是一种教学方法，植根于 PBL 以及体验式学习方法（McKay-Nesbitt 等人，2012 年）。 通过 SL 方法，学生可以根据当地社区的需求、愿望和要求参与项目。 最近对改革教育做法和战略的兴趣使水产学的使用成为教育环境中的一个重要组成部分。 此外，广泛使用诱导性方法，如 PBL 和基于学科的学习 (伍德 2003 年：阿姆斯特朗 2008) 以及体验式学习 (Beard 2010；McKay-Nesbitt 等人, 2012 年)，其中日常生活问题和问题被用来为学习过程提供信息。 这些概念都有利于水上乐园教学。 此外，SL 的想法符合水族教学概念和最近丹麦学校改革（丹麦教育部 2014 年），这些改革提出了如何整合课程的实践和理论方面的指导方针。

虽然有几个水生系统可以由制造商和/或由顾问设计的定制系统提供，但水生技术原则上相当简单。 因此，学生可以很好地理解这些基本原则，学生可以使用从基础到复杂的一系列材料和方法来设计、构建和监控系统。 基于这一前提，水生技术是一种非常适合知识三角方法的技术。 通过在知识三角的三个方面，即教育、研究和创新之间建立联系，教育可以得到加强。 关于如何利用实用教育工具实施可持续性教育的创新思维，导致教育家走向水产学：一种食品生产方法，基本上是两个成熟学科的共生融合 —— 再循环水产养殖和水栽学在一个生产系统中，在那里活鱼为植物生产提供营养物质。 在哥本哈根的一所小学设立了一个简单的水生系统单元，如图 23.1 所示。 图中描述了一些基本组件，并简要说明了其工作原理：一个简单的水族馆，通过适当的设计，鱼缸中的水保持在恒定的高度，从而保持鱼类的舒适度。 通过从位于生长床下方的水槽中抽取一些作用，含有鱼类废物的多余水通过植物生长床循环循环，那里有细菌和其他微生物。

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** 图 23.1** 水生学习和实验模型。 图示显示了设置，包括观赏鱼缸和用于测量整个系统平衡的监控装置。 最后一部分是学生学习目标的核心。 （图片：由利雅·贡纳斯多蒂尔提供）

水槽和生长床分别作为机械过滤器和生物过滤器，通过去除固体和溶解废物。

图 23.1 中的设置说明了一个实用的教育实例，侧重于可持续性，因为它提供了一个实例，说明如何实现《联合国 2030 年可持续发展议程》中的可持续发展目标 (UN 2015b)。 目标 2，其目标是消除饥饿、实现粮食安全和改善营养以及促进可持续农业；目标 4 侧重于确保包容性和公平的优质教育，并促进人人享有终身学习机会 (联合国 2015b)。 这些关键问题可以包括在 GBG 案件中制定的基于问题的学习方法中。 基于对当代食品系统问题有技术解决方案的共同坚定信念，GBG 方法有助于在粮食生产过程中展现 “生态现代化”。 通过开发 EGBG 可持续性和粮食扫盲这一主题的教学方法，可以清楚地看到，为了实现变革，需要有一个适当的平台，让青年人及其教师在学校环境中交流知识和技能。

其他研究表明，青年人缺乏粮食和营养知识是日益令人关切的问题（维根和加拉戈斯，2014 年；迪格和米克尔森 2016 年）。 这一点尤其令人关切，因为传统的粮食生产方式和目前科学技术的持续驱动因素助长了对地球资源的不可持续的全球开发，导致粮食系统内的诸多挑战 (粮农组织，2010 年；开发署 2016 年)。 此外，世界人口的增加和迅速的城市化使粮食系统负担过重。 联合国预测，在今后 15 年内，世界人口将增加 10 亿以上，2030 年将达到 85 亿。 其中大多数人 (66%) 预计到 2050 年生活在城市 (联合国 2015 年 a)。 这些趋势加上不健康饮食习惯和与营养有关的疾病的增长，使得学校必须采用新的食品营养和农业化方法。

GBG 项目的见解以及对教师和学生的多次访谈结果表明，水生技术的成功应用取决于系统的仔细规划和维护。 GBG 的数字版本 — — eGBG — 是为了应对这些挑战，并利用相关机会促进学校的数字扫盲。 EgBG 的想法来自于生物系统中的自我调节的想法。 它在概念上基于自我生成的概念：指能够复制和维持自身的 系统。 1972 年由生物学家 Maturana 和 Varela（1980 年）首次引入的术语描述了活 [细胞](https://en.wikipedia.org/wiki/Cells_(biology) 的自我维持 化学，从那时起，这一概念已被应用于广泛的领域，如 认知, 系统理论, 和 社会学. 在 EgBG 研究中，用图 23.2 中的设置和组件说明，水质、温度、溶解氧、CO2、pH、氨和亚硝酸盐含量是使用电子和数字化设置进行测量的，然后进行适当的自动调节以及对所需水平或设定水平进行调整. 除了更广泛地了解可持续城市农业和动物福利做法之外，这一系统与基本养护制度配合使用，使儿童能够更好地学习信息和通信技术以及科学、技术、工程和数学科目。 EGBG 最大限度地减少了人为错误，减少了关键资源的数量，例如体力劳动和维护平衡的水生系统所需的时间。

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** 图 23.2** 实验性 EGBG 设置。 该图显示了系统的两个部分。 用于跟踪 eGbG 系统生物条件的水生系统本身和测量装置以及微型机