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Chapitre 22 L'aquaponie comme outil éducatif

1. 22.1 Introduction

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   L'aquaponie n'est pas seulement une technologie de production alimentaire tournée vers l'avenir ; elle promeut également la littératie scientifique et constitue un très bon outil pour enseigner les sciences naturelles (sciences de la vie et des sciences physiques) à tous les niveaux de l'enseignement, depuis l'école primaire (Hofstetter 2007, 2008 ; Bamert et Albin 2005 ; Bollmann - Zuberbuehler et al. 2010 ; Junge et al. 2014) à l'enseignement professionnel (Baumann 2014 ; Peroci 2016) et au niveau universitaire (Graber et al. 2014).

   Un système de modèle de classe aquaponique offre plusieurs façons d'enrichir les cours en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (STIM). L'approche « pratique » permet également l'apprentissage expérientiel, qui est le processus d'apprentissage par l'expérience physique, et plus précisément le processus de « définition du sens » de l'expérience directe d'un individu (Kolb 1984). L'aquaponie peut ainsi devenir un moyen agréable et efficace pour les apprenants d'étudier le contenu des STEM. Il peut également être utilisé pour enseigner des matières comme les affaires et l'économie, aborder des questions comme le développement durable, les sciences de l'environnement, l'agriculture, les systèmes alimentaires et la santé (Hart et al., 2013).

   Un aquaponique de base peut être construit facilement et à peu de frais. Le World Wide Web est un dépôt de nombreux exemples de vidéos et d'instructions sur la façon de construire des aquaponiques à partir d'une variété de composants, ce qui donne une gamme de tailles et de configurations différentes. Des recherches récentes sur un de ces prototypes de micro-aquaponiques ont montré que, bien qu'il soit petit, il peut imiter une unité à grande échelle et qu'il s'agit d'un outil d'enseignement efficace ayant un impact environnemental relativement faible (Maucieri et al. 2018). Cependant, la mise en œuvre de l'aquaponie dans les salles de classe n'est pas sans ses défis. Hart et coll. (2013) signalent que les difficultés techniques, le manque d'expérience et de connaissances et le maintien pendant les périodes de vacances peuvent tous constituer des obstacles importants pour les enseignants qui utilisent l'aquaponie en éducation, et que le désintérêt de la part de l'enseignant peut également être un facteur crucial (Graham et coll. 2005 ; Hart et coll. 2014). Clayborn et coll. (2017), d'autre part, ont montré que de nombreux éducateurs sont disposés à intégrer l'aquaponie dans la salle de classe, particulièrement lorsqu'un incitatif supplémentaire, comme une expérience pratique, est offert.

   Wardlow et coll. (2002) ont étudié la perception des enseignants de l'unité aquaponique en tant que système de classe et ont également illustré un prototype d'unité facile à construire. Tous les enseignants sont tout à fait d'accord pour dire que l'introduction d'une unité d'aquaponie dans la classe est une source d'inspiration pour les élèves et conduit à une plus grande interaction entre les élèves et les enseignants, contribuant ainsi à un dialogue sur la science. D'un autre côté, on ne sait pas exactement comment les enseignants et les élèves ont utilisé l'aquaponie et le matériel didactique offert. Par conséquent, les informations nécessaires pour évaluer l'impact des cours d'aquaponie sur la réalisation des objectifs des programmes d'études des étudiants sont toujours manquantes. Dans une enquête sur l'utilisation de l'aquaponie dans l'éducation aux États-Unis (Genello et al.

   2015), les répondants ont indiqué que l'aquaponie était souvent utilisée pour enseigner des matières, qui sont plus exclusivement axées sur des sujets STGM. L'éducation aquaponique dans les écoles primaires et secondaires est axée sur la science, axée sur les projets et axée principalement sur les étudiants plus âgés, tandis que l'aquaponie collégiale et universitaire était généralement plus importante et moins intégrée dans le programme d'études. Des matières interdisciplinaires telles que les systèmes alimentaires et les sciences de l'environnement ont été enseignées à l'aide de l'aquaponie plus fréquemment dans les collèges et les universités que dans les écoles, où l'accent était plus souvent mis sur des sujets de discipline unique tels que la chimie ou la biologie. Fait intéressant, seules quelques écoles professionnelles et techniques utilisaient l'aquaponie pour enseigner des matières autres que l'aquaponie. Cela indique que, pour ces éducateurs, l'aquaponie est un sujet autonome et non un moyen d'aborder les sujets des STIM ou du système alimentaire (Genello et coll., 2015).

   Bien que les études mentionnées ci-dessus aient indiqué que l'aquaponie pouvait encourager le recours à l'expérimentation et à l'apprentissage pratique, elles n'ont pas évalué l'impact de l'aquaponie sur les résultats d'apprentissage. Junge et coll. (2014) ont évalué l'aquaponie comme un outil de promotion de la pensée systémique en classe. Les auteurs ont rapporté que les élèves âgés de 13 à 14 ans (7e année en Suisse) affichaient une augmentation statistiquement significative de la pré- au post-test pour tous les indices mesurés pour évaluer leurs capacités de pensée systémique. Cependant, étant donné que les élèves n'avaient aucune connaissance préalable de la pensée systémique et qu'il n'y avait pas de groupe témoin, les auteurs ont conclu que des tests supplémentaires sont nécessaires pour évaluer si l'aquaponie présente des avantages supplémentaires par rapport à d'autres outils pédagogiques. Cette question a été abordée dans l'étude par Schneller et coll. (2015), qui ont constaté des progrès significatifs en matière de connaissances environnementales chez les élèves de 10 à 11 ans comparativement à un groupe témoin de 17 ans. De plus, lorsqu'on leur a demandé leurs préférences en matière d'enseignement, la majorité des élèves ont indiqué qu'ils préféraient une pédagogie expérientielle pratique, comme l'aquaponie ou l'hydroponie. La majorité des élèves ont également discuté du programme avec leur famille, expliquant le fonctionnement de l'hydroponie et de l'aquaponie. Cette observation renforce la croyance selon laquelle l'apprentissage pratique à l'aide de l'aquaponie (et de l'hydroponie) a non seulement un impact stimulant sur les enseignants et les élèves, mais conduit également à l'apprentissage intergénérationnel.

   L'objectif de ce chapitre est de donner un aperçu des stratégies possibles pour la mise en œuvre de l'aquaponie dans les programmes d'études à différents niveaux d'enseignement, illustrées par des études de cas de différents pays. Sur la base des évaluations réalisées avec certaines de ces études de cas, nous tentons de répondre à la question de savoir si l'aquaponie remplit sa promesse en tant qu'outil éducatif.

2. 22.2 Scénarios généraux pour la mise en œuvre de l'aquaponie dans les programmes

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   L'introduction de l'aquaponie dans les écoles peut être une aspiration, mais dans de nombreux pays, les écoles primaires et secondaires ont des programmes rigides avec des objectifs d'apprentissage qui doivent être atteints d'ici la fin de chaque année scolaire. Généralement, ces objectifs, appelés termes de réussite ou compétences en matière de résultats, sont spécifiques au cours et définis par les autorités éducatives. Cela nécessite donc une stratégie bien pensée pour introduire avec succès une aquaponie dans les classes scolaires. En comparaison, les collèges et les universités ont plus de liberté pour établir leurs propres programmes d'études.

    

   Fig. 22.1 Une aquaponie peut atteindre divers objectifs ou parties prenantes en offrant de développer des compétences clés dans des processus d'éducation et de formation appropriés. (Modifié après Graber et al. 2014)

   22.2.1 Quels types d'Aquaponie conviennent à l'éducation ?

   Il y a, comme indiqué ci-dessus, de nombreux aquaponiques décrits et illustrés sur le web. Il est également possible d'acheter un kit, ou de faire livrer et installer un système complet. Cependant, la construction d'une aquaponie est en soi une expérience éducative précieuse, et le fait qu'elle ne soit pas livrée à la salle de classe prête à l'emploi ajoute à sa valeur pédagogique.

   Une aquaponie peut atteindre divers objectifs ou intervenants (figure 22.1). Pour atteindre tous ces objectifs, les composants d'un système doivent satisfaire à diverses exigences (tableau 22.1). Le choix du type d'aquaponie adapté à un établissement particulier devrait résulter d'une évaluation réaliste de ses installations et des objectifs éducatifs.

   Maucieri et al. (2018) ont proposé une classification générale de l'aquaponie selon différents principes de conception. Alors qu'un système peut simultanément atteindre plusieurs objectifs, y compris l'écologisation et la décoration, l'interaction sociale et la production alimentaire, nous supposons ici que l'objectif principal est l'éducation. Si nous suivons la classification de Maucieri et al. (2018), qui classe l'aquaponie selon plusieurs catégories (intervenants, taille), plusieurs options distinctes pour choisir une aquaponie appropriée émergent (tableau 22.2). Toute décision doit être prise dans les limites du budget disponible, bien qu'il soit possible de construire un système à très faible coût.

   Tableau 22.1 Exigences générales pour trois types d'aquaponie éducative

   table thead tr class="en-tête » Leaspect/Th e Prérecherche (de base et appliquée) /th e Enseignement tertiaire p (BSc, MSc, PhD) /th e pValeur ajoutée sociétale : éducation (primaire et secondaire), formation professionnelle, communication, prestations de santé /th /tr /thead tbody tr class="impair » TDAccess/TD td PBon accès pour le travail quotidien et le suivi, /td td PBon accès pour le travail quotidien et le suivi ; Bon accès pour les groupes /td td Accès pGood pour les groupes /td /tr tr class="même » TDTaille/TD td Taille préutilisable pour la mise à l'échelle des exploitations commerciales potentielles (selon la culture) /td td Taille préasable pour un bon aperçu des différentes options de culture /td td Taille préasable pour une bonne vue d'ensemble /td /tr tr class="impair » TDconstruction/TD td PEASy remodelingsupa/sup /td td PeaSy remodelage /td td PPrincipalement des éléments commerciaux /td /tr tr class="même » TDClimate Control/td td PAdvanced /td td PBasic /td td PBasic /td /tr tr class="impair » TDDiversité des méthodes de production/td td pVariable selon les projets de recherche en cours /td td pVariable à haute : de base (démonstration du système) à la pointe de la coupe p (recherche) /td td PhIGH : de base (démonstration du système) à la pointe de la pointe (démonstration du potentiel) /td /tr tr class="même » TDRecyclage, systèmes en boucle fermée/td td PImportance quantitative : améliorer l'empreinte écologique et réduire ainsi les coûts /td td PImportance quantitative et qualitative /td td PImportance qualitative : démonstration des principes écologiques /td /tr tr class="impair » TDFourniture d'énergie à partir de sources renouvelables td PImportance quantitative : améliorer l'empreinte écologique et réduire ainsi les coûts /td td PImportance quantitative et qualitative /td td PImportance qualitative : démonstration des principes écologiques /td /tr tr class="même » TdraineEau récolte, traitement et utilisation/td td PImportance quantitative : améliorer l'empreinte écologique et réduire ainsi les coûts /td td PImportance quantitative et qualitative /td td PImportance qualitative : démonstration des principes écologiques /td /tr /tbody /table

   Modifié après Graber et coll. (2014)

   supa/sup permet de tester différentes configurations

   de l'état de l'art (aligné sur les pratiques actuelles des producteurs de légumes professionnels et des pisciculteurs) à la pointe de la technologie (mise à l'essai de méthodes de production innovantes)

   Les questions supplémentaires à poser avant l'installation d'un aquaponics sont

   • Quelle taille de système choisir ? La taille du système augmentera probablement en fonction de l'âge des élèves : des systèmes plus petits à la maternelle et des systèmes plus grands à l'école secondaire.

   • Où est placé le système ? Les micro-systèmes (tableau 22.2) peuvent être placés dans une salle de classe. Cependant, les systèmes de très petite taille et de petite taille (tableau 22.2) nécessitent plus d'espace et il faudra peut-être construire une serre pour les abriter.

   • Le système sera-t-il temporaire ou permanent ? Si cela doit être une caractéristique permanente, qui s'occupera du système pendant les vacances ? S'il s'agit d'une caractéristique temporaire, l'établissement pourrait envisager d'emprunter un aquarium à un aquariophile parmi le personnel ou les étudiants, qui serait également en mesure de donner des conseils sur les soins aux poissons.

   Tableau 22.2 Adaptation des différentes options de conception pour une aquaponie éducative. La couleur verte indique les options les plus appropriées, les options jaunes sont moins appropriées, tandis que les options rouges ne conviennent pas à la majorité des cas

    

   Supa/Supextensive (la densité des poissons est généralement inférieure à 10 kg/msup3/sup et permet une utilisation intégrée des boues dans les parterres de culture).

   Supou Supintensive (la densité des poissons nécessite une séparation supplémentaire des boues ; cependant, les boues doivent être traitées séparément).

   Supc/Supclosed loop (systèmes « couplés ») : après la composante hydroponique, l'eau est recyclée dans la composante aquaculture.

   Boucle SUPD/SUPPPEN ou bout de tuyau (systèmes « découplés ») : après la composante hydroponique, l'eau n'est pas ou seulement partiellement recyclée dans la composante aquacole.

   • Le poisson va être récolté ? Le bien-être des animaux doit toujours être respecté et la mise à mort des poissons doit être effectuée conformément aux lois sur la protection des animaux (Conseil de l'Union européenne, 1998). Les enfants peuvent avoir des difficultés à tuer et à manger un animal vivant, qui ressemble à Dory (extrait du film trouvant Nemo). Si le poisson ne va pas être récolté, alors le poisson rouge ou le Koi sont une bonne option.

   • Les plantes vont-elles être récoltées et mangées ? Dans l'affirmative, des suggestions d'utilisation du produit doivent être préparées. Si ce n'est pas le cas, envisagez d'utiliser plutôt des plantes ornementales.

   22.2.2 Comment intégrer Aquaponics comme outil didactique ?

   Une aquaponie avec des poissons et des plantes vivants offre évidemment le potentiel d'engagement à long terme par rapport aux expériences scientifiques classiques à discipline unique. Bien qu'il s'agisse d'un atout manifeste pour l'apprentissage expérientiel progressif et continu, il a été indiqué que la préservation de l'intérêt de l'enseignant à long terme et la fourniture de matériel didactique sont des défis clés pour intégrer l'aquaponie dans les classes scolaires (Hart et al., 2013 ; Clayborn et coll. . 2017).

   Idéalement, le modèle aquaponique devrait être intégré dans différentes classes de manière à faciliter la réalisation des objectifs éducatifs spécifiques aux cours. Les sujets, qui favorisent une compréhension des cycles naturels, du recyclage des déchets et de la protection de l'environnement, sont les plus évidents. Cependant, l'aquaponie peut également être utilisée dans d'autres matières, comme l'art, les sciences sociales et l'économie. Les exemples présentés dans les exemples 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 et 22.7 ci-dessous donnent un aperçu de la polyvalence de l'aquaponie en éducation.

   L'aquaponie active peut être utilisée pour l'enseignement sur différentes périodes de temps, et il existe donc des scénarios distincts :

   a) Sur un trimestre, 1 à 2 cours par semaine (8 à 12 semaines) (voir les exemples 22.1 et 22.3)

   b) En tant qu'activité éducative d'une demi-journée ou d'une journée (voir l'exemple 22.4)

   c) En tant que semaine scientifique ou semaine de projet de 2 à 5 jours consécutifs (voir l'exemple 22.2)

   d) En tant qu'activité parascolaire, pendant une période de 10 à 15 semaines

   e) En tant que caractéristique permanente pour l'ensemble de l'école, fournissant ainsi une « pièce de conversation » et un centre d'étude/de recherche pour plusieurs classes (voir les exemples 22.5 et 22.6, Graber et al., 2014)

3. 22.3 Aquaponie dans les écoles primaires

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   Selon la Classification internationale type de l'éducation (UNESCO-UIS 2012), l'enseignement primaire (ou l'enseignement élémentaire en anglais américain) au niveau CITE 1 (6 premières années) est généralement le premier stade de l'enseignement formel. Il permet aux enfants de 5 à 12 ans d'acquérir une compréhension de base de divers sujets, comme les mathématiques, les sciences, la biologie, l'alphabétisation, l'histoire, la géographie, les arts et la musique. Il est donc conçu pour fournir une base solide pour l'apprentissage et la compréhension des principaux domaines de connaissances, ainsi que pour le développement personnel et social. Il met l'accent sur l'apprentissage à un niveau de complexité de base avec peu de spécialisation, voire aucune. Les activités éducatives sont souvent organisées selon une approche intégrée plutôt que de dispenser un enseignement dans des matières spécifiques.

   L'objectif éducatif au niveau CITE 2 (3 ans supplémentaires) est de jeter les bases de l'apprentissage tout au long de la vie et du développement humain sur lesquelles les systèmes éducatifs peuvent ensuite élargir les possibilités d'éducation. Les programmes de ce niveau sont généralement organisés autour d'un programme plus axé sur les sujets.

   Selon le Fonds des Nations Unies pour l'enfance (UNICEF 2018), assurer aux enfants un enseignement primaire a de nombreux effets positifs, y compris une sensibilisation accrue à l'environnement.

   À l'âge de l'école primaire, on peut s'appuyer sur une compréhension riche mais naïve du monde naturel pour développer leur compréhension des concepts scientifiques. En même temps, les enfants ont besoin d'expériences soigneusement structurées, en tenant compte de leurs connaissances antérieures, du soutien pédagogique de la part des enseignants et des occasions de s'engager durablement avec le même ensemble d'idées sur de plus longues périodes (Duschl et al., 2007). Une façon d'assurer un engagement soutenu et continu peut être la construction, la gestion et l'entretien d'une aquaponie.

    

   Fig. 22.2 (a) Cérémonie d'ouverture à l'école d'Älandsbro, (b) L'aquaponie simple à Älandsbro, (c) Les élèves plus âgés font des observations pour le « Livre de Recirculation », (d) Modèle construit par les élèves plus jeunes lors d'une classe d'arts

   Voici des conseils clés pour introduire l'aquaponie aux élèves de l'école primaire :

   • Des systèmes de classe à faible technologie et robustes favorisent l'engagement de l'enseignant et des élèves et sont plus efficaces pour ce stade de l'éducation (exemple 22.1, figure 22.2b).
   • La productivité n'est pas une question centrale, mais la démonstration des lois de la nature (cycle des nutriments, flux d'énergie, dynamique des populations et interactions au sein de l'écosystème) l'est. Par conséquent, des efforts suffisants doivent être consentis pour élaborer du matériel didactique pour atteindre les objectifs du programme.
   • D'un point de vue éducatif, il est plus important de comprendre les processus chimiques, physiques et naturels dans une aquaponie, quoique par le biais d'essais et d'erreurs, que de parvenir à un système parfaitement exécuté.
   • Inclure un large éventail d'activités : dessiner les plantes et les animaux, tenir un journal de classe, mesurer la qualité de l'eau, surveiller le poisson (taille, poids et bien-être), nourrir le poisson, cuisiner le produit, jouer des rôles, écrire, prose, poésie et chant.

   **Exemple 22.1 Aquaponie à Älandsbro skola, école primaire (Suède) **

   Le projet de 10 mois, qui faisait partie du projet du 6ème PCRD « Jouer avec l'eau », a débuté par une cérémonie d'ouverture en septembre (figure 22.2a) et s'est terminé avant les vacances d'été. Plusieurs enseignants et environ 90 à 100 élèves âgés de 9 à 12 ans ont été impliqués et ont été très enthousiastes à l'égard du projet. L'école a utilisé des matériaux facilement disponibles pour créer deux systèmes de table simples avec un aquarium, des poissons et des plantes (figure 22.2b). Avant le début des activités d'apprentissage, les étudiants ont rempli un questionnaire (voir la section « Évaluation »), qui a ensuite été répété à la fin du trimestre. Après une introduction à l'aquaponie, les élèves ont planté le système et l'ont peuplé de poissons.

   Un journal intime, appelé « Livre de recirculation », a été conservé pour chaque aquarium. Les élèves ont pris des notes quotidiennes sur les systèmes (figure 22.2c). Ils ont enregistré le pH, la température, les concentrations de nitrates et de nitrites, la longueur des plantes, l'activité des poissons et le moment où ils ont ajouté de la nourriture et de l'eau dans le système. Ils ont également fait des dessins et décrit tout événement important qui s'est produit.

   Différentes classes de l'école ont ensuite eu différentes semaines où ils ont pris en charge la responsabilité quotidienne des systèmes. Les élèves plus jeunes s'occupaient d'un système, tandis que le second était utilisé par les enfants plus âgés.

   Les unités aquaponiques ont été utilisées pour l'enseignement de différentes matières. Les jeunes étudiants ont travaillé avec le concept de recirculation en construisant des modèles en carton d'une aquaponie, avec des tubes, des pompes, des poissons et des plantes (fig. 22.2d). Ils ont également travaillé avec des peintures, des drames et de la musique afin de mieux comprendre la relation entre les plantes et les poissons.

   Les élèves plus âgés ont recueilli des informations sur le pH, la température, le nitrate, le nitrite et d'autres changements dans le « Livre de recirculation ». Ils poursuivaient différents thèmes, par exemple : (i) le cycle de l'eau dans une perspective globale ; (ii) l'utilisation quotidienne de l'eau dans une maison ; (iii) les différentes apparences, odeurs et goûts de l'eau ; (iv) la biologie et l'écologie des poissons ; (v) les autres systèmes de recirculation écologique ; et (vi) l'importance de l'eau sur un à l'échelle mondiale. Ils ont également enseigné aux jeunes élèves, par exemple, en expliquant les systèmes de recirculation ou en faisant la démonstration de petites expériences.

   Pour l'évaluation, voir Sect. 22.8.1.2.

   Exemple 22.2 Cours de deux jours centré sur l'aquaponie à Waedenswil, Suisse

   Pendant 2 jours, 16 étudiants (âgés de 13 à 14 ans) et leur professeur de l'école Gerberacher ont visité le campus de la Haute école spécialisée de Zurich (ZHAW) à Waedenswil, où un étudiant de premier cycle avait préparé un programme de deux jours sur l'importance de l'eau utilisant l'aquaponie comme centre d'intérêt (figure 22.6). La progression de l'apprentissage a été évaluée au moyen d'un questionnaire (avant et après l'activité).

   uJour 1 : /u

   • Adresse de bienvenue, explication du calendrier des cours.
   • Test de connaissances (que savent les élèves sur l'aquaculture, le recyclage, la nutrition des plantes, les écosystèmes, etc.)
   • Le concept de « systèmes » expliqué par analogie simple avec marteau comme exemple d'un système (Le marteau est composé de deux parties : la poignée et la tête. Si les pièces sont séparées, le marteau ne peut pas fonctionner. Ainsi, le marteau est plus que la somme de ses parties, c'est un système.)
   • Evaluation de la compréhension des systèmes avant l'unité d'enseignement : Qu'est-ce qu'un système ? Remplissez le texte de l'écart.
   • Introduction à l'aquaponie et aux écosystèmes. Les élèves apprennent ce qu'est un écosystème et comprennent que des systèmes individuels y sont intégrés.
   • Visite de l'aquaponie de démonstration (Fig. 22.3a).
   • Élargir les connaissances : L'importance des protéines dans les aliments. Discutez et remplissez le texte des lacunes.
   • Élargir les connaissances : Les avantages d'un cycle de l'eau fermé (Discuter et remplir la feuille de travail).
   • Travaux pratiques : Construction de deux aquaponiques simples, ajout de plantes (basilic), mesure du nitrite et du pH.
   • Les bases du tilapia (Oreochromis niloticus) et du basilic, la biologie Ocimum basilicum.
   • Importance mondiale de l'eau (Jeu de rôle, Feuilles de travail).
   • Il est temps de poser des questions.

   uDay 2 :/u

   • Pourquoi la conservation de l'eau est-elle nécessaire ? Combien de personnes périssent à cause du manque d'eau potable ? (Tâche Mathématiques).
   • Mesurer le pH et la teneur en nitrite dans les aquariums. Les élèves apprennent à réaliser un Aqua-Test et ce que les valeurs indiquent.
   • Répondez aux questions de répétition (Jeu de cartes avec récompenses, Feuilles de calcul).
   • Travaux pratiques : Transférer le tilapia de l'aquarium à l'aquaponie. Nourrissez le poisson. Remplissez la fiche d'observation des poissons.
   • Dessiner une affiche d'Aquaponie, expliquant les termes importants (Fig. 22.3b). • Test final des connaissances et évaluation de l'unité d'apprentissage (voir aussi Sect. 22.8.1.3).

    

   **Fig. 22.3 (a) ** Élèves de sixième année de l'école Gerberacher en visite à l'aquaponie de démonstration à l'Université des sciences appliquées de Zurich (Waedenswil, Suisse). b) Une affiche conçue par les mêmes élèves, expliquant les bases de l'aquaponie

4. 22.4 Aquaponie dans les écoles secondaires

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Selon la classification CITE (UNESCO-UIS 2012), l'enseignement secondaire offre des activités d'apprentissage et d'éducation en s'appuyant sur l'enseignement primaire et en se préparant à l'entrée sur le marché du travail ainsi qu'à l'enseignement postsecondaire non tertiaire et tertiaire. D'une manière générale, l'enseignement secondaire vise à assurer l'apprentissage à un niveau intermédiaire de complexité.

   Alors qu'au niveau de l'enseignement primaire, les élèves sont principalement orientés vers des exercices d'observation et de description sur les organismes et les processus en aquaponie, les élèves des écoles secondaires peuvent apprendre à comprendre les processus dynamiques. L'aquaponie permet cette complexité accrue et favorise la pensée systémique (Junge et al., 2014).

   Exemple 22.3 Cours d'un semestre dans une école de grammaire en Suisse

   Hofstetter (Hofstetter 2008) a mis en place des unités d'enseignement aquaponique dans une Grammar School (en allemand : Gymnasium) de Zurich et a testé l'hypothèse selon laquelle l'intégration de l'aquaponie dans l'enseignement a une influence positive sur la pensée systémique (Ossimitz 2000) parmi les élèves. Les étudiants du gymnase en Suisse appartiennent à une section supérieure à la moyenne de la population étudiante : ils ont de très bonnes notes, sont habitués au travail autonome et font preuve d'une capacité constante et d'un intérêt général dans différents domaines. Trois classes de septième année ont été impliquées, avec un total de 68 élèves (32 femmes et 36 hommes) âgés de 12 à 14 ans.

   Six petits aquaponiques simples ont été construits selon la description générale de Bamert et Albin (2005) (figure 22.4). Les élèves étaient responsables de la construction, de l'exploitation et de la surveillance des systèmes. Ils ont reçu les matériaux nécessaires et ont construit les unités aquacoles et hydroponiques. Des semis de tomate (Solanum lycopersicum) et de basilic (Ocimum basilicum) ont été plantés dans des lits argileux expansés. Chaque aquarium a été rempli de deux rudd commun (Scardinius erythrophthalmus) capturés dans un étang voisin et y est retourné après l'expérience.

   Chaque système a été surveillé quotidiennement et les opérations suivantes ont été effectuées : mesure de la hauteur de la plante, observation de la santé de la plante, mesure de l'alimentation des poissons et alimentation des poissons, suivi du comportement des poissons, mesure de la température de l'eau et remplissage de l'aquarium avec de l'eau. Toutes les mesures et observations ont été documentées dans un journal, qui a également servi à transférer l'information entre les trois groupes qui ont travaillé sur le même système.

   La séquence d'enseignement (tableau 22.3) s'est déroulée entre octobre 2007 et janvier 2008. Plusieurs thèmes ont été introduits dans les leçons concepts de base du système (relation entre les composantes du système, concepts de rétroaction et autorégulation) et connaissances de base sur l'aquaponie. Toutes les unités d'enseignement sont décrites en détail dans Bollmann-Zuberbuehler et al. (2010). L'effet de la séquence d'enseignement sur les compétences de pensée systémique a été évalué au début et à la fin de la séquence (voir Sect. 22.8.1.4) et a été décrite en détail dans Junge et al. (2014).

   Exemple 22.4 ExplorLabor : Journée de la science à l'Université des sciences appliquées de Zurich pour les élèves des écoles secondaires, Suisse

   Vingt élèves âgés de 18 à 19 ans (11ème année scolaire, spécialisation en biologie et chimie) de l'École cantonale de Menzingen visitent chaque année la Haute école spécialisée de Zurich (ZHAW) pour un atelier d'aquaponie. Le programme varie légèrement d'une année à l'autre, en fonction des expériences en cours dans le laboratoire d'aquaponie.

   uProgramme : /u

   • Salutations : Introduction à l'atelier.
   • Vidéo d'apprentissage en ligne : Introduction à l'aquaponie.
   • Visite de l'installation de démonstration aquaponique ; discussion sur le comportement approprié dans l'installation expérimentale.
   • Apprentissage des méthodes de mesure. Division en 4 équipes.
   • Visite du Laboratoire Aquaponique, composé de 4 systèmes (trois aquaponiques et un hydroponique). Chaque équipe a recueilli des données à partir d'un seul système.

   uAffectation : /u

   1. Mesure de la qualité de l'eau dans différentes parties des systèmes aquaponiques et hydroponiques (aquarium, biofiltre et puisard) à l'aide du compteur portatif multiélectrode (Hach Lange GmbH, Rheineck, CH) pour mesurer la température (T), le pH, la teneur en oxygène et la conductivité électrique (EC).
   2. Utilisation du Dualex-Clip pour mesurer l'indice d'équilibre d'azote (NBI), la teneur en chlorophylle (CHL), la teneur en flavonoïdes (FLV) et la teneur en anthocyanine (ANTH) des feuilles de trois laitues.
   3. Remplissez les données dans la feuille de calcul Excel prépréparée.
   4. Retour à la classe : Calculer s'il y a des différences entre les plantes qui poussent dans les systèmes aquaponiques et hydroponiques, comparer les données et discuter.

    

   Fig. 22.4 Simple aquaponie en classe. (Adapté d'après Bamert et Albin 2005). Les plantes poussent dans des récipients remplis d'agrégat d'argile expansée légère (LECA) qui est habituellement utilisé en hydroculture

   Tableau 22.3 Séquence des unités d'enseignement dans trois classes d'élèves de septième année au cours d'un semestre dans une Grammar School en Suisse

   table thead tr class="en-tête » L'unité d'enseignement/e e Nombre des leçons /th e Méthodes /th e Contenu /th /tr /thead tbody tr class="impair » TDTU1/TD td 1 /td td Enquête sur les connaissances existantes /td td Test de pré-activité /td /tr tr class="même » TDTU2/TD td 4 /td td Conférence par enseignant, recherche et présentations par les étudiants /td td Principes de base du système /td /tr tr class="impair » TDTU3/TD td 2 /td td Conférence par enseignant, affectation de l'étudiant /td td L'outil « Cercle de connexion » permet aux élèves de dessiner un diagramme d'un système (adopté de Quaden et Ticotsky 2004) /td /tr tr class="même » td rowspan=2 Tu4/td td rowspan=2 2 /td td Apprentissage découverte /td td rowspan=2 Planification d'une aquaponie : sous-unités, connexions /td /tr tr class="impair » td Présentations par les étudiants /td /tr tr class="même » TDTu5/TD td 2 /td td Apprentissage basé sur des (PBL) /td td Définition des principaux indicateurs du système : Poissons et plantes et leurs interactions /td /tr tr class="impair » TDTU6/TD td 3 /td td Apprentissage découverte /td td Surveillance de l'aquaponie /td /tr tr class="même » TDTU7/TD td 3 /td td Présentations par les étudiants /td td Dessin d'un diagramme des interconnexions dans l'aquaponie /td /tr tr class="impair » TDTU8/TD td 1 /td td Enquête sur les connaissances /td td Test de post-activité /td /tr tr class="même » TDTU9/TD td 2 /td td Fête aquaponique /td td Récolte, préparation de la salade, manger /td /tr /tbody /table

   Modifié après Junge et coll. (2014)

5. 22.5 L'aquaponie dans l'enseignement et la formation professionnels

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   L'UNESCO-UIS/OCDE/EUROSTAT (2017) définit les programmes de formation professionnelle comme « conçus pour permettre aux apprenants d'acquérir les connaissances, les compétences et les compétences propres à une profession, un métier ou une classe de professions ou de métiers particuliers. La réussite de ces programmes conduit à l'obtention de qualifications professionnelles pertinentes sur le marché du travail reconnues comme étant orientées vers l'emploi par les autorités nationales compétentes et/ou le marché du travail » (UNESCO, 2017).

   Afin de former les futurs agriculteurs aquaponiques et techniciens aquaponiques, la formation doit inclure le fonctionnement professionnel de l'aquaponie. Par conséquent, l'environnement de formation doit être à la pointe de la technologie. Cependant, le réglage ne doit pas nécessairement être grand : 30 msup2/sup devrait suffire (Podgrajsek et al. 2014, exemples 22.5 et 22.6). Ces systèmes devraient être planifiés et construits par des professionnels, car ils nécessitent une surveillance et un fonctionnement complexes.

   Les étudiants peuvent participer à : (i) l'installation (sous la direction d'un professionnel) ; (ii) l'entretien général et l'exploitation (y compris les contrôles quotidiens et le nettoyage) ; (iii) l'exploitation du sous-système hydroponique (plantation, récolte, lutte intégrée contre les ravageurs, contrôle climatique, ajustement du pH et des niveaux d'éléments nutritifs, etc.) ; iv) exploitation du sous-système aquacole (alimentation des poissons, détermination du poids des poissons, ajustement des niveaux de pH, etc.) ; (v) surveillance des paramètres (qualité de l'eau, croissance et santé des poissons, croissance des plantes et qualité) ; et (vi) opérations de récolte et de post-récolte.

   L'Union européenne a investi dans le développement de l'enseignement professionnel via le programme Leonardo et, plus récemment, ERASMUS+. Ces programmes ont financé plusieurs projets qui ont inclus la mise en œuvre de l'aquaponie, y compris le projet Leonardo da Vinci de transfert d'innovation (Programme d'apprentissage tout au long de la vie) « Introduire l'aquaponie dans la FEP : outils, unités d'enseignement et formation des enseignants » (AQUA-VET) ». Le projet a élaboré un programme d'enseignement professionnel en aquaponie et les résultats sont disponibles à l'adresse www.zhaw.ch/iunr/aquavet. Les unités d'enseignement ont été testées dans trois écoles professionnelles en Italie, en Suisse (Baumann 2014) et en Slovénie (Peroci 2016). Dans le cadre de ce projet, une unité d'aquaponie a été construite au Centre de biotechnique Naklo, en Slovénie (exemple 22.5). Un autre exemple est l'unité aquaponique construite à la Provinciaal Technisch Insituut, une école d'horticulture en Belgique (exemple 22.6).

   Exemple 22.5 Aquaponie au Centre Biotechnique de Naklo en Slovénie

   L'aquaponie (figure 22.5a) a été construite en 2013 dans le cadre du projet Leonardo da Vinci « AQUA-VET » (Krivograd Klemenčič et al. 2013 ; Podgrajšek et al. 2014). Un module de cours d'aquaponie a été développé et enseigné à une classe de 30 étudiants en deuxième année de leur programme de technicien en environnement (Peroci 2016). L'objectif était d'étudier la possibilité d'inclure l'aquaponie dans le programme régulier de formation professionnelle secondaire en sciences biotechniques et dans le programme standard des compétences professionnelles nécessaires à la qualification professionnelle nationale d'un « agriculteur aquaponique ». Le cours comprenait six leçons (45 minutes chacune), dont quatre étaient consacrées à la théorie de l'aquaponie et deux à la formation pratique (fig. 22.5b).

   Leçon 1 Aquaponie : définition, introduction à l'aquaculture et à l'hydroponie, fonctionnement d'une aquaponie.

   Leçon 2 Microorganismes : (i) le rôle des micro-organismes : les micro-organismes utiles, le cycle de l'azote et l'importance des biofiltres en aquaponie ; (ii) la surveillance de paramètres sélectionnés, le plan de surveillance, les protocoles et l'évaluation des résultats.

   Leçon 3 Poissons : structure et fonctionnement du corps du poisson, sélection des espèces de poissons propices à la culture aquaponique, méthodes d'alimentation, maladies et blessures des poissons, et élevage des poissons.

   Leçon 4 Anatomie des plantes, sélection des espèces végétales propices à la culture aquaponique, rôle des plantes dans l'aquaponie, identification des maladies des plantes et stratégies appropriées de protection des plantes.

   _Travail pratique (2 h) _ Les étudiants ont travaillé en deux groupes (observation, suivi, discussion, présentation) à l'unité aquaponique du Centre Biotechnique de Naklo.

   Les activités d'apprentissage ont porté sur différents niveaux de compétences, fournissant des leçons bien conçues pour les parties théoriques et pratiques. La progression de l'apprentissage a été évaluée au moyen de plusieurs questionnaires (voir Sect. 22.7.2.

   Exemple 22.6 Aquaponie à Provinciaal Technisch Insituut, une école d'horticulture en Belgique

   Le Provincial Technisch Instituut (PTI) de Courtrai a été le pionnier de l'aquaponie scolaire en Belgique au niveau de l'enseignement professionnel. Le projet a débuté en 2008, lorsque des bassins à poissons ont été introduits dans la serre qui sert à enseigner des cours pratiques aux étudiants en agronomie et en biotechnologie (figure 22.6).

   Initialement, l'aquaponie a été utilisée sur une base ad hoc dans un certain nombre de cours, par exemple, pour enseigner la biologie des plantes et des poissons, la chimie de l'eau, etc., mais ce n'est qu'après quelques années que l'aquaponie est devenue structurellement intégrée dans un certain nombre de modules de cours. Le principal défi consistait à trouver le temps de traduire les objectifs gouvernementaux en modules de cours d'aquaponie. Ce défi illustre l'importance de fournir un soutien suffisant tant pour répondre aux besoins du programme d'études que pour surmonter les obstacles opérationnels et organisationnels aux nouvelles initiatives aquaponiques dans les écoles.

   Dès le début, l'aquaponie de PTI a également agi comme pilote dans des projets de recherche appliquée avec des universités (Université de Gand, KU Leuven, ULG Gembloux), des collèges universitaires (HoWest, HoGent, Odisee), des instituts de recherche (Inagro, PCG) et des entreprises privées (Aqua4c, Agriton, Lambers-Seeghers, Vanraes, Vanraes automatisation). En effet, l'école est devenue un partenaire précieux dans de multiples projets nationaux et internationaux. Les élèves de la PTI participent non seulement au travail opérationnel quotidien, mais aussi à la collecte de données pour des expériences coordonnées par les chercheurs universitaires. Cette collaboration crée une occasion unique pour les étudiants de se familiariser avec les activités des collèges universitaires et des universités, et peut inciter les étudiants à progresser vers l'enseignement supérieur.

    

   **Fig. 22.5 (a) ** Aquaponie au Centre Biotechnique de Naklo en Slovénie. (Photo : Jarni 2014). b) Travaux pratiques à l'unité aquaponique du Centre biotechnique de Naklo. (Photo Peroci 2016)

   img src= » /images/learn-library/6c2a1294-66cf-41e3-8100-a43278368f83.jpg "style="zoom : 50% ; »/

   Fig. 22.6 Vue sur la serre de Provinciaal Technisch Insituut (PTI).

   Des bassins à poissons (contenant Scortum barcoo) se trouvent sous les ravines de tomates irriguées au goutte à goutte. Au milieu de la serre, les écrevisses australiennes (Cherax quadricarinatus) sont cultivées dans une série d'aquariums

6. 22.6 Aquaponie dans l'enseignement supérieur

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   Les programmes d'enseignement supérieur doivent être adaptés pour répondre aux attentes du nouveau millénaire, comme la sécurité alimentaire et la souveraineté à long terme, l'agriculture et la production alimentaire durables, le développement rural, la faim zéro et l'agriculture urbaine. Ces facteurs importants signifient que les établissements d'enseignement supérieur impliqués dans les domaines de la production alimentaire peuvent jouer un rôle clé dans l'enseignement de l'aquaponie à la fois par le développement des capacités et par la création et le partage des connaissances. De plus, il est clair que l'intérêt pour l'enseignement et l'apprentissage de l'aquaponie augmente (Junge et al., 2017).

   Dans les universités et les collèges, l'aquaponie est généralement enseignée dans le cadre de cours d'agriculture, d'horticulture ou d'aquaculture, et le contexte du développement du contenu des cours dans l'enseignement supérieur est spécifique à la dynamique interne et externe de chaque établissement. Le principal défi dans la conception des cours de l'enseignement supérieur est la nature interdisciplinaire de l'aquaponie, car une connaissance préalable de l'aquaculture et de l'horticulture est essentielle. Bien que certaines études aient porté sur l'utilisation de l'aquaponie dans l'éducation (Hart et coll. 2013 ; Hart et coll. 2014 ; Junge et coll. 2014 ; Genello et coll. 2015) et qu'un certain nombre de cours en ligne sont disponibles, un plan de cours pour l'aquaponie au niveau tertiaire n'existe pas encore, ou du moins n'a pas été publié. Pour que des cours d'aquaponie de niveau supérieur soient mis en œuvre dans l'UE, le processus de Bologne, qui souligne la nécessité d'une mise en œuvre significative des résultats d'apprentissage afin de consolider l'Espace européen de l'enseignement supérieur (EEES), doit être suivi. Les résultats d'apprentissage sont (i) des énoncés qui précisent ce qu'un apprenant sait ou sera capable de faire à la suite d'une activité d'apprentissage ; (ii) des énoncés de ce qu'un apprenant est censé savoir, comprendre ou être capable de démontrer après avoir terminé un processus d'apprentissage ; (iii) sont habituellement exprimés sous forme de connaissances, compétences ou attitudes (Kennedy 2008).

   Le tableau 22.4 et l'exemple 22.7 présentent deux cadres conceptuels pour l'enseignement de l'aquaponie. Les deux cours sont considérés comme valant 5 crédits ECTS (European Credit Transfer System), ce qui correspond à une charge d'étude d'environ 150 h.

   **Exemple 22.7 Projet Aqu @teach, un partenariat stratégique Erasmus+ dans l'enseignement supérieur (2017-2020) **

   La mission principale du projet est de concevoir un programme d'aquaponie (150 h de charge de travail de l'étudiant correspondant à 5 crédits ECTS et un module complémentaire de compétences entrepreneuriales (60 h), qui sera enseigné au moyen d'un apprentissage mixte. L'apprentissage mixte (combinant les médias numériques et Internet avec des formats de classe qui exigent la co-présence physique de l'enseignant et des élèves) offre des voies alternatives pour acquérir des connaissances et impliquer les élèves dans la création de contenu. Cela améliore également la préparation des élèves à leurs cours et favorise leur motivation, de sorte que les interactions avec l'enseignant puissent être consacrées à l'apprentissage approfondi et au développement de compétences pratiques. Les technologies de l'information et de la communication (TIC) sont particulièrement utiles pour l'enseignement de l'aquaponie car elles permettent une présentation efficace des systèmes et des processus, tels que la modélisation de simulation (graphique, numérique) des paramètres (poids des poissons/aliments entrées/surface des lits aquaponiques, etc.). Les étudiants qui suivent le cours Aqu @teach utiliseront des portefeuilles électroniques (programme Mahara) pour documenter leurs progrès dans l'apprentissage. Le programme comprendra les modules suivants :

   | | Module | Nombre d'heures | | — | — | | 1 | Technologie aquaponique | 8 | | 2 | Aquaculture | 12 | | 3 | Anatomie, santé et bien-être des poissons | 8 | | 4 | Alimentation et croissance des poissons | 10 | | 5 | Bilan hydrique nutritif | 5 | | 6 | Hydroponique | 13 | | 7 | Variétés végétales | 10 | | 10 | Lutte intégrée contre les ravageurs | 8 | | 9 | Surveillance des paramètres | 8 | | 10 | Sécurité alimentaire | 12 | | 11 | Paramètres de la recherche scientifique | 10 | | 12 | Conception et construction | 16 | | 13 | Agriculture urbaine | 10 | | 14 | Aquaponie verticale | 8 | | 15 | Aspects sociaux de l'aquaponie | 12 |

   L'utilisation de l'apprentissage mixte pour enseigner un programme multidisciplinaire unique permettra aux étudiants en sciences humaines de diverses disciplines académiques de se réunir physiquement et virtuellement pour acquérir les compétences professionnelles et transversales souhaitées par les employeurs. Ils acquerront des compétences avancées dans l'économie circulaire, l'ingénierie environnementale et écologique et les systèmes de production en boucle fermée (énergie, eau, déchets), en utilisant l'aquaponie comme exemple de bonne pratique. À la fin du projet en 2020, le guide du module et le programme d'études seront disponibles sur le site Web du projet (https://aquateach.wordpress.com/), ainsi qu'une boîte à outils de techniques didactiques innovantes adaptées à l'enseignement de l'aquaponie, un manuel et du matériel didactique, et un guide des meilleures pratiques pour l'enseignement aquaponique. Le programme d'aquaponie et le programme de compétences entrepreneuriales supplémentaires seront librement accessibles en tant que cours d'aquaponie en ligne interactif.

   Tableau 22.4 Projet de cours d'aquaponie au niveau universitaire (5 ECTS). Le cadre flexible comporte deux thèmes clés (hydroponique et aquaculture) et est regroupé en six domaines d'apprentissage

   table thead tr class="en-tête » Titre du cours : /th e colspan=2 Aquaponie /th /tr /thead tbody tr class="impair » Description du cours : /th td colspan=2 L'aquaponie est une méthode de production alimentaire qui combine l'hydroponie et l'aquaculture pour former un système qui recircule l'eau et les nutriments et cultive des plantes terrestres et aquatiques, y compris des algues et des organismes aquatiques, tout en minimisant les rejets de déchets. Ce cours permet aux étudiants d'utiliser les compétences techniques acquises pour mettre en place un système intégré. Il leur fournit les connaissances nécessaires pour être en mesure d'entreprendre et d'être conscient des aspects critiques de l'aquaponie. /td /tr tr class="même » ThEntry Level : /th e colspan=2 B.Sc ou M.Sc. /th /tr tr class="impair » Nom de l'unité/TH e

   1. Aquaponie /th e
   2. Opérations aquaponiques /th /tr tr class="même » ThUnit But/TH td Comprendre la conception et la gestion des systèmes, les composants et les techniques de construction. /td td Comprendre les caractéristiques de l'eau, les cycles microbiologiques et biochimiques (p. ex., le cycle de l'azote) au sein d'une aquaponie, et les interactions entre l'eau et les plantes. /td /tr tr class="impair » Connaissances et compétences préalables recommandées : /e td Connaissance de base de la biologie et de l'agriculture (horticulture et aquaculture). /td td Connaissance de base de la qualité de l'eau, des organismes aquatiques, de la microbiologie aquatique. /td /tr tr class="même » th RowSpan = 6Résultats d'apprentissage/th td Les étudiants devraient être en mesure de /td td Les étudiants devraient être en mesure de /td /tr tr class="impair » td expliquer les caractéristiques d'un aquaponique ; /td td expliquer les paramètres de qualité de l'eau ; /td /tr tr class="même » tdexpliquer les types d'aquaponie ; /td td expliquer les cycles biochimiques et les transformations microbiennes ; /td /tr tr class="impair » td expliquer les techniques de construction ; /td td déterminer les critères pour la production de poissons et de plantes ; /td /tr tr class="même » td rowspan=2 décrire les composantes opérationnelles. /td td calculer tous les paramètres pertinents de croissance des poissons ; /td /tr tr class="impair » td expliquer la récolte et la transformation. /td /tr tr class="impair » e rowspan=8 Connaissances et/ou compétences : /th td rowspan=8 Une fois l'unité terminée, les élèves devraient être en mesure de concevoir une aquaponie. /td td À la fin de l'unité, les étudiants devraient être en mesure de /td /tr tr td décrire les critères de qualité de l'eau ; /td /tr tr class="même » td analyser la qualité principale de l'eau ; paramètres (oxygène dissous, pH, ammoniac, nitrite, nitrate) ; /td /tr tr class="impair » td expliquer les effets de la température de l'eau sur les poissons et les plantes ; /td /tr tr class="même » td expliquer les conditions optimales de l'eau pour les poissons ; /td /tr tr class="impair » td expliquer l'interaction entre l'eau et les plantes ; /td /tr tr class="même » td expliquer les stratégies d'alimentation ; /td /tr tr class="impair » td calculer les rations alimentaires requises /td /tr tr class="même » th rowspan=2 Exigences de preuve : /th td rowspan=2 Les étudiants devront évaluer les différents types d'aquaponie en termes de leurs avantages et inconvénients relatifs. /td td Les étudiants seront tenus de /td /tr tr class="impair » td Appliquer un calcul de la densité d'ensemencement et du régime d'alimentation en utilisant les paramètres de taille du poisson, de volume d'eau et de qualité de l'eau. /td /tr tr class="même » Nom de l'unité/TH e
   3. Production de l'usine /th e
   4. Organismes aquatiques Production /th /tr tr class="impair » th rowspan=2 But de l'unité/TH td Démontrer la capacité de prendre soin des plantes afin de maintenir une croissance et une santé optimales tout en envisageant l'élagage, la plantation et l'irrigation. /td td rowspan=2 Comprendre la croissance d'organismes aquatiques tels que les poissons et les crustacés et leurs besoins dans un système aquaponique. /td /tr tr class="même » td Décrire les conditions optimales pour la croissance des plantes. /td /tr tr class="impair » e rowspan=2 Connaissances et compétences préalables recommandées : /th td Connaissance de base de l'horticulture. /td td rowspan=2 Physiologie de base des organismes aquatiques, concepts nutritionnels et reproduction des poissons et des crustacés en aquaculture. /td /tr tr class="même » td Apprentissage de l'informatique/technique /td /tr tr class="impair » e rowspan=11 Résultats d'apprentissage/e td Les étudiants devraient être en mesure de /td td Les étudiants devraient être en mesure de /td /tr tr class="même » td décrire comment planter une plante ; /td td expliquer la croissance des organismes aquatiques, les principes nutritionnels en aquaculture, la production d'alevins, la gestion des stocks de géniteurs, l'inversion sexuelle de la reproduction et des alevins ; /td /tr tr class="impair » td décrire les exigences de croissance des plantes ; /td td expliquer les principes de l'aquaculture. /td /tr tr class="même » td identifier les plantes les plus appropriées pour l'aquaponie ; /td /tr tr class="impair » td décrire les techniques de production de semences ; /td /tr tr class="même » td décrire les techniques de transplantation ; /td /tr tr class="impair » td allouer des plantes appropriées pour différentes saisons ; /td /tr tr class="même » td définir la pression de l'eau ; /td /tr tr class="impair » td débit et comment les calculer ; /td /tr tr class="même » tdexpliquer comment lutter contre les ravageurs ; et/td /tr tr class="impair » td expliquer les techniques de récolte. /td /tr tr class="même » e rowspan=5 Connaissances et/ou compétences : /th td Une fois l'unité terminée, les élèves devraient être en mesure d'expliquer /td À l'achèvement de l'unité, les étudiants devraient être en mesure de : /td /tr tr class="impair » td production de semis /td td décrire le fonctionnement de RAS /td /tr tr class="même » td croissance des plantes /td td identifier les espèces de poissons et de crustacés qui conviennent à l'aquaponie /td /tr tr class="impair » td lutte contre les maladies et les insectes /td td rowspan=2 déterminer les besoins de croissance des différents organismes aquatiques /td /tr tr class="même » td récolte /td /tr tr class="impair » th rowspan=2 Exigences de preuve : /th td Les étudiants seront tenus de /td TDStudents sera requis à/td /tr tr class="même » td Comparer les différentes plantes en ce qui concerne leur aptitude à l'aquaponie /td TDDécrire le rôle de l'aquaculture au sein d'une aquaponique/td /tr tr class="impair » Nom de l'unité/TH e
   5. Économie de l'Aquaponie /th th6. Stratégie de gestion des risques/TH /tr tr class="même » ThUnit But/TH td Comprendre les processus nécessaires à la mise en place d'un système économiquement viable /td TDPour comprendre les éléments de gestion des risques, y compris l'identification, l'analyse, les réponses et le contrôle/td /tr tr class="impair » Connaissances et compétences préalables recommandées : /e td Connaissances mathématiques et statistiques de base /td TDConnaissances mathématiques de base/td /tr tr class="même » e rowspan=6 Résultats d'apprentissage/e td Les étudiants devraient être en mesure de /td TDStudents devrait être en mesure de /td /tr tr class="impair » td expliquer la rentabilité et la durabilité ; /td td identifier les risques potentiels ; /td /tr tr class="même » td estimer l'amortissement, les dépenses en capital, les dépenses d'exploitation, les ventes, le compte de résultat ; /td td élaborer un plan de gestion des risques ; /td /tr tr class="impair » td expliquer les calculs utilisés pour déterminer les flux de trésorerie ; /td td analyser les risques quantitatifs et qualitatifs ; /td /tr tr class="même » td discuter du solde du budget ; /td td rowspan=2 surveiller et contrôler les risques. /td /tr tr class="impair » td évaluer les indicateurs financiers. /td /tr tr class="même » ThConnaissances et/ou Compétences : /th td Une fois l'unité terminée, les étudiants devraient être en mesure de créer un modèle de faisabilité économique. /td td Une fois l'unité terminée, les élèves doivent savoir comment créer une matrice d'impact probabiliste relative aux risques. /td /tr tr class="impair » th rowspan=2 Exigences de preuve : /th td Les étudiants seront tenus de /td td Les étudiants seront tenus de /td /tr tr class="même » td Créer un modèle de faisabilité à l'aide de différents indicateurs financiers basés sur une étude de cas /td td Créer une matrice d'impact probabiliste du risque basée sur une étude de cas /td /tr tr class="impair » Activités d'évaluation des résultats : /e td colspan=2 Présentation orale/informatique, rapport écrit, quiz en classe. /td /tr /tbody /table

7. 22.7 L'aquaponie respecte-t-elle sa promesse dans l'enseignement ? Évaluation des unités d'enseignement par les enseignants

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   22.7.1 Entrevues avec les enseignants dans le jeu avec l'eau

   Les unités d'enseignement aquaponique ont été évaluées dans le cadre du 6e PC « Play-With-Water » à sept reprises dans trois pays (Suède, Norvège, Suisse). Il s'agissait de six écoles (1 école en Norvège, 1 en Suède et 4 en Suisse) où l'âge des élèves variait entre 7 et 14 ans. Six enseignants ont été invités à tenir un journal, qu'ils ont ensuite utilisé pour répondre à un questionnaire en ligne complété par des entrevues téléphoniques, qui sont résumés dans le tableau 22.5.

   Les commentaires des enseignants sur leur expérience avec l'aquaponie ont indiqué que certains problèmes étaient trop complexes pour les écoles primaires. Les expériences « Play-With-Water » telles que celles disponibles sur le site Web du projet (www.zhaw.ch/iunr/play-withwater/ peuvent être plus appropriées pour une utilisation dans l'enseignement secondaire. L'apprentissage

   Tableau 22.5 Résumées des réponses des six enseignants interrogés concernant les avantages et les inconvénients de l'utilisation de l'aquaponie comme outil d'enseignement

   table thead tr class="en-tête » Quels sont les principaux avantages ? /th e Nombre de mentions /th e Quels sont les principaux inconvénients ? /th e Nombre de mentions /th /tr /thead tbody tr class="impair » TDApproprié pour apprendre la pensée système/td td 3 /td td Aucun. /td td 2 /td /tr tr class="même » TDFacilite le travail d'équipe/td td 2 /td td Exigences de temps élevées. /td td 2 /td /tr tr class="impair » tdmobilisation des étudiants/td td 2 /td td Besoins de connaissances élevés. /td td 2 /td /tr tr class="même » TDfournit de la diversité dans l'enseignement/td td 2 /td td Concepts et langage difficiles. /td td 1 /td /tr tr class="impair » TDMotivation pour les étudiants/td td 1 /td td Sensible pour les ravageurs. /td td 1 /td /tr tr class="même » TDMotivation pour les enseignants/td td 1 /td td Les étudiants n'étaient pas toujours attentifs. /td td 1 /td /tr tr class="impair » TDTransfert entre différents sujets possible/td td 1 /td td/td td/td /tr tr class="même » TDpolyvalent : plusieurs objectifs éducatifs possibles/td td 1 /td td/td td/td /tr /tbody /table

   contiennent des descriptions de processus complexes et d'interactions écologiques qui exigent une connaissance plus approfondie des sciences naturelles comme la chimie ou la biologie que l'on peut s'attendre à l'école primaire. Si le matériel doit être utilisé par les enseignants, il doit fournir l'information dans un format prêt pour la salle de classe. Les explications des processus chimiques et biologiques tels que la nitrification devraient être grandement simplifiées.

   22.7.2 Étude approfondie du potentiel d'inclusion de l'aquaponie dans l'enseignement professionnel secondaire en Slovénie

   Peroci (2016) a étudié une série d'aspects liés à la possibilité d'inclure l'aquaponie dans le processus éducatif de l'enseignement professionnel secondaire en Slovénie (figure 22.7). Cela incluait

    

   Fig. 22.7 La structure générale de l'étude de Peroci (2016) sur la possibilité d'inclure l'aquaponie dans le processus éducatif de l'enseignement professionnel secondaire en Slovénie

   i) Analyse des catalogues de l'enseignement secondaire professionnel dans les domaines biotechniques afin d'évaluer la compatibilité de ces programmes éducatifs avec les objectifs d'apprentissage liés à l'aquaponie.

   ii) Conception d'un court cours d'éducation aquaponique comprenant la définition des acquis d'apprentissage (connaissances et compétences). Le matériel didactique pour l'apprentissage expérientiel a été testé et évalué par une classe d'étudiants du Centre Biotechnique de Naklo (Precderent 5, Sect. 22.8.2).

   iii) Enquête sur les connaissances et les attitudes à l'égard de l'aquaponie dans les écoles de biotechnologie en Slovénie par les élèves participant aux programmes destinés aux gestionnaires des terres, aux techniciens horticoles, aux techniciens en agriculture et en gestion et aux techniciens de l'environnement, afin d'évaluer les attitudes des élèves à l'égard de ce type de la production alimentaire (voir Sect. 22.8.2.) La liste des candidats potentiels à participer à l'enquête a été préparée sur la base sur un examen des écoles secondaires par le Ministère de l'éducation, des sciences et des sports de la République de Slovénie.

   iv) Entretiens semi-structurés avec des enseignants dans les écoles concernées, examinant la mise en œuvre de l'aquaponie en tant qu'outil d'apprentissage en Slovénie ([Sect. 22.7.2.1](#22721 -interview-avec-enseignants-et-formateurs-utilisantl'aquaponics-in-the-educational-process-in-slovenia)).

   22.7.2.1 Entretien avec des enseignants et des formateurs utilisant l'aquaponie dans le processus éducatif en Slovénie

   Afin d'étudier l'utilisation de l'aquaponie comme outil d'apprentissage en Slovénie, Peroci (2016) a mené des entretiens semi-structurés (45—60 min) avec cinq enseignants.

   L'analyse des entrevues a révélé les raisons suivantes de l'utilisation de l'aquaponie : (i) possibilité d'apprentissage expérientiel, (ii) installation flexible pouvant être adaptée à l'objectif éducatif, (iii) bonne façon d'enseigner la production alimentaire et d'enseigner les matières STIM. Ces raisons étaient très semblables aux raisons révélées par les entrevues menées en Amérique du Nord par Hart et coll. (2013). Cependant, dans les entrevues menées en Slovénie, deux raisons pour lesquelles l'aquaponie a été utilisée étaient absentes : le plaisir et le développement de la responsabilité et de la compassion envers les organismes vivants.

   Sur la base de l'analyse des entretiens relatifs aux trois unités d'aquaponie utilisées pour l'éducation en Slovénie, la future mise en œuvre de l'aquaponie en tant qu'outil d'apprentissage doit se concentrer sur les étapes suivantes :

   1. Élaborer un ensemble de résultats d'apprentissage qui peuvent être atteints à l'aide d'une unité aquaponique

   2. Conception de l'unité d'enseignement aquaponique, qui facilite les résultats d'apprentissage et les compétences que les élèves doivent acquérir pour devenir un « agriculteur aquaponique »

   3. Établir un lien entre les enseignants et les formateurs (jardins d'enfants, écoles primaires, écoles secondaires, universités), les communautés locales, les entreprises et les personnes impliquées dans l'aquaponie

   4. Élaborer des lignes directrices pour l'intégration de l'aquaponie dans le processus d'apprentissage

   5. Réalisation d'ateliers pour la conception, la construction, l'exploitation et l'entretien d'une aquaponie

8. 22.8 L'aquaponie respecte-t-elle sa promesse dans l'enseignement ? Évaluation des réponses des élèves à l'aquaponie

   Original publication 2019 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   22.8.1 Projet du 6e PCRD de l'UE « Ressources en eau usées »

   L'objectif du projet Waste Water Resource était de rassembler, de développer et d'évaluer du matériel didactique et de démonstration sur la recherche et les méthodes écotechnologiques pour les élèves âgés de 10 à 13 ans (http://www.scientix.eu/web/guest/projects/ project-detail ? ARTICLEID=95738). Les unités d'enseignement ont été évaluées afin d'améliorer les méthodes et le contenu et de maximiser les résultats d'apprentissage. Sur la base de discussions avec des professionnels de l'éducation, l'évaluation a été fondée sur une approche simple utilisant des questionnaires et des entrevues semi-structurées. Les enseignants ont évalué les unités en répondant au questionnaire en ligne (voir Sect. 22.7.1). Les unités aquaponiques ont été évaluées en Suède (au Technichus Science Center et à Älandsbro skola à Härnösand) et en Suisse.

   22.8.1.1 Technichus Science Center, Suède

   Entre 2006 et 2008, une unité aquaponique a été installée au Technichus, un centre scientifique de Härnösand, Suède (www.technichus.se). Le questionnaire a été placé à côté du système afin que les étudiants visiteurs puissent répondre aux questions à tout moment. Il se composait de 8 questions (fig. 22.8).

   Les réponses ont montré que les élèves comprenaient comment l'eau dans le système était recirculée. Ils comprenaient moins bien comment les nutriments étaient transportés à l'intérieur du système et le contenu des éléments nutritifs. Fait intéressant, un élève sur quatre ne savait pas que les plantes qui poussent dans l'unité aquaponique étaient comestibles.

   22.8.1.2 Älandsbro skola, Suède

   Le questionnaire utilisé dans Älandsbro skola a d'abord été expliqué par l'enseignant afin de s'assurer que les élèves comprennent les questions. On a répondu aux questions avant le début du projet et à la fin du projet.

    

   Fig. 22.8 Questionnaire et la fréquence des réponses des 24 étudiants (âgés de 8 à 17 ans) visitant l'exposition à Technichus, Suède

   En moyenne, il y avait 28 % de réponses plus correctes aux questions générales sur les besoins en nutriments des plantes et des poissons après l'unité d'enseignement. Comme prévu, et comme les conclusions de Bamert et Albin (2005), l'augmentation des connaissances était évidente.

   Les conclusions de l'enquête ont été que (i) le travail avec l'aquaponie a un grand potentiel pour aider les élèves à atteindre des objectifs d'apprentissage pertinents dans le programme suédois de biologie et de sciences naturelles ; (ii) les enseignants ont estimé que le travail offrait des possibilités naturelles de parler du cyclisme de la matière et qu'il a attiré l'intérêt des élèves ; (iii) les questionnaires ont montré qu'un grand nombre d'élèves avaient changé d'avis sur les besoins en poissons et en plantes avant et après avoir travaillé avec le système ; et (iv) les entretiens avec les élèves plus âgés ont montré qu'ils avaient acquis une bonne connaissance du système.

   Plus important encore, toutes les personnes impliquées (enseignants et étudiants) ont constaté que l'aquaponie offrait les moyens d'élargir l'horizon de la discipline, d'une manière rafraîchissante et efficace.

   22.8.1.3 Comparaison du succès de l'aquaponie dans les classes des milieux urbains et ruraux en Suisse

   Bamert (2007) a comparé les effets de l'enseignement avec l'aquaponie en classe à des élèves âgés de 11 à 13 ans dans deux environnements différents en Suisse. L'école de Donat, dans le canton des Grisons, est située dans la région rurale alpine, où les étudiants vivent principalement dans des fermes voisines. Beaucoup de ces fermes sont biologiques, de sorte que ces étudiants connaissaient certains concepts sur les cycles dans la nature de leur vie quotidienne. Il y avait 16 élèves, âgés de 11 à 13 ans, dans les classes mixtes de cinquième et de sixième année. Leur langue maternelle est le rhééto-romane, mais les cours d'aquaponie ont été donnés en allemand.

   L'école de Waedenswil, quant à elle, est située dans la grande région de Zürich. Les élèves ont grandi principalement dans un environnement urbain et avaient moins d'expérience de la nature que les étudiants de Donat. Comme les étudiants de Donat ont déclaré que la partie théorique était plutôt difficile, la nitrification n'a pas été expliquée dans Waedenswil (exemple 22.2). En outre, il faut tenir compte du fait que l'unité d'enseignement a été répartie sur 11 semaines à Donat, alors qu'elle a été réalisée comme un atelier de 2 jours à Wädenswil.

   Les réponses aux questions sur ce qu'ils aimaient ou n'aimaient pas le plus sur les leçons d'aquaponie sont présentées à la figure 22.9. Alors que les étudiants ruraux étaient le plus fascinés par le système lui-même, les étudiants urbains étaient surtout fascinés par le poisson. En général, le poisson était le principal facteur de motivation dans les deux classes. Le filet, le transport, l'alimentation et l'observation des poissons étaient toutes des activités très populaires. La soif de connaissances sur les poissons impliquait principalement des questions sur la reproduction, la croissance, etc.

   22.8.1.4 Promouvoir la pensée systémique avec Aquaponics en Suisse

   L'effet de la séquence d'enseignement décrite dans l'exemple 22.3 sur les compétences de pensée systémique a été évalué au début et à la fin de la séquence. Le

    

   Fig. 22.9 Réponses des élèves de deux environnements différents (Donat-rural et Waedenswilurban) sur ce qu'ils aimaient ou n'aimaient pas le plus dans les leçons aquaponiques

   la capacité des élèves à penser de manière systémique plutôt que linéaire s'est améliorée de manière significative dans le post-test par rapport au pré-test.

   La pensée systémique est l'une des compétences clés du monde complexe (Nagel et Wilhelm-Hamiti 2008), et elle est nécessaire pour obtenir une vue d'ensemble des systèmes sous-jacents du monde réel, car la plupart des problèmes sont complexes et nécessitent une approche systémique pour développer une solution viable.

   La pensée systémique comprend quatre dimensions centrales (Ossimitz, 1996 ; Ossimitz, 2000) : (i) la pensée dans les modèles ; (ii) la pensée interconnectée ; (iii) la pensée dynamique (réflexion sur les processus dynamiques, tels que les retards, les boucles de rétroaction, les oscillations) ; et (iv) la manipulation des systèmes, ce qui implique la capacité de la gestion du système et le contrôle du système. L'aquaponie en classe concerne principalement la pensée et la pensée interconnectées dans les modèles. La pensée interconnectée implique l'identification et l'évaluation des effets directs et indirects, notamment en ce qui concerne l'identification des boucles de rétroaction, la construction et la compréhension des réseaux et des causes à effet.

   L'objectif principal de la séquence d'enseignement « Aquaponie en classe » décrite dans l'exemple 22.3 était de permettre aux élèves d'adopter des outils qui peuvent les aider à examiner des problèmes complexes. L'hypothèse testée était que l'intégration de l'aquaponie dans les unités d'enseignement aurait une influence positive sur les capacités de pensée des systèmes des élèves.

   Tous les 68 élèves ont effectué un test au début et à la fin de la séquence d'enseignement. Le pré-test et le post-test étaient identiques et contenaient un court texte sur la vie d'agriculteur, qui animait les élèves à réfléchir aux agriculteurs et à leur comportement. Elle s'est terminée par la question suivante : « Pourquoi l'agriculteur a-t-il mis du fumier sur ses champs ? Les élèves ont répondu par un dessin et/ou une description des raisons. Les réponses des élèves ont été évaluées selon la méthode décrite par BollmannZuberBuehler et coll. (2010), qui permet d'utiliser une méthode qualitative avec des résultats quantitatifs (pour plus de détails à ce sujet, voir aussi Junge et coll. 2014).

   En général, la délimitation des systèmes est passée d'une description qualitative à une description plus schématique et est devenue plus complexe après l'essai. Lorsque des notes numériques ont été attribuées à chaque niveau de dessin (tableau 22.6), un

   Tableau 22.6 Identification de la délimitation des représentations du système

   table thead tr class="en-tête » Thdélimitée/TH e Description /th e Score /th /tr /thead tbody tr class="impair » TDno dessin/td td Aucune représentation du tout /td td 1 /td /tr tr class="même » TDReprésentation schématique/td td Schémas sans connexion logique /td td 2 /td /tr tr class="impair » TDFigure avec étapes/td td Séquence logique avec un minimum de 3 étapes /td td 3 /td /tr tr class="même » TdOther types de représentation/td td Toutes les autres représentations, qui ne pouvaient pas être clairement attribuées /td td 4 /td /tr tr class="impair » TDGraphique linéaire/TD td Contient au moins 1 chaîne d'événements /td td 5 /td /tr tr class="même » Diagramme TDeffet/td td Contient en outre au moins 1 jonction /td td 6 /td /tr tr class="impair » Diagramme TDréseau/td td Contient en outre au moins 1 boucle et/ou cycle de rétroaction /td td 7 /td /tr /tbody /table

   Tableau 22.7 Comparaison des scores médians de délimitation entre les valeurs avant et après le test

   table thead tr class="en-tête » th/th e Test de préactivité (. /médiane) /th e Test post-activité (. /médiane) /th e Changer /th /tr /thead tbody tr class="impair » TDfilles/TD td 2.5 /td td 7 /td td 4.5 /td /tr tr class="même » TDboys/TD td 2 /td td 7 /td td 5 /td /tr /tbody /table

   a émergé (tableau 22.7). Alors que les deux sexes ont atteint le niveau médian de 7, ce qui signifie que la majorité des dessins contenaient au moins une boucle et/ou un cycle, à la fin de la séquence d'enseignement, le changement a été plus marqué chez les garçons, qui ont commencé à un niveau inférieur. Cela indique que les garçons profitent davantage de l'expérience pratique que les filles.

   À l'étape suivante, l'indice de complexité, l'indice d'interconnexion et l'indice de structure ont été calculés (pour plus de détails, voir Junge et al., 2014).

   L'indice de complexité (en allemand : Komplexitätsindex, KI) montre combien de concepts système l'étudiant a mis en œuvre :

   $ \ text {KI} = \ text {variables} + \ text {flèches} + \ text {chaîne d'événements} + \ text {junction} + \ text {loop de feedback} $ (22.1)

   L'indice d'interconnexion (Vernetzungsindex, VI) montre la fréquence des connexions entre les variables :

   $VI = 2 \ fois \ text {flèches}/ \ text {variables} $ (22.2)

   L'index de structure (Strukturindex, SI) montre combien de concepts système complexes l'élève a implémenté dans la représentation :

   $ \ text {SI} = ( \ text {chaînes d'événements} + \ text {jonctions} + \ text {boucles de rétroaction})/ \ text {variables} $ (22.3)

   Les élèves ont trouvé plus de concepts de système et en connaissaient plus au sujet des variables du système lors du post-test que lors du pré-test, un fait reflété par tous les indices appliqués (figure 22.10).

   Ces résultats semblent appuyer l'hypothèse selon laquelle l'intégration de l'aquaponie dans l'enseignement a une influence positive sur les capacités de pensée systémique des élèves, et que la « Séquence aquaponique en classe » a réussi à former les élèves à la pensée systémique.

    

   Fig. 22.10 Complexité des réponses dans les tests pré-activité et post-activité. Ci-dessus : Indice de complexité (KI), centre : Indice d'interconnexion (VI), ci-dessous : Indice de structure (SI)

   22.8.2 Évaluation de l'Unité d'enseignement de l'Aquaponie dans l'enseignement professionnel en Slovénie

   22.8.2.1 Évaluation du cours d'aquaponie, Centre biotechnique de Naklo, Slovénie

   La progression de l'apprentissage du cours aquaponique court dans le cadre de l'étude de Peroci (2016) (voir précédent 5) a été évaluée au moyen de questionnaires : (i) pré-test/post-test ; (ii) test du niveau de compétence acquis dans le cadre de la production alimentaire en aquaponie ; et (iii) évaluation de l'enseignement.

   L'influence de divers facteurs sur la popularité des leçons et le travail pratique a été évaluée. Les étudiants ont mentionné plusieurs facteurs comme étant cruciaux pour leur intérêt pour le cours d'aquaponie. Les facteurs les plus pertinents étaient les suivants : enseignants plus détendus (80 %) ; divertissement (76 %) ; emplacement attrayant du travail pratique (72 %) ; contact avec la nature (68 %) ; travail pratique actif (64 %) ; et utilisation de nouvelles méthodes intéressantes (56 %). En général, les élèves ont évalué les leçons les plus intéressantes comme celles qui étaient moins difficiles (p. ex., la leçon « Surveillance de la qualité de l'eau et des bactéries » était moins intéressante et plus difficile) (figure 22.11).

   22.8.2.2 Enquête sur les connaissances et les attitudes à l'égard de l'aquaponie

   Peroci (2016) a étudié les connaissances, les attitudes à l'égard des aliments produits et l'intérêt pour l'utilisation de l'aquaponie chez les élèves de 8 écoles professionnelles secondaires dans les domaines biotechniques dans le cadre des programmes éducatifs pour les gestionnaires de terres (1èère—troisième année), technicien horticole (1ère—quatrième année), technicien en agriculture et gestion (1ère à quatrième année) et technicien en environnement (1ère à quatrième année) en 2015 et 2016.

   L'enquête comportait un questionnaire de 15 minutes, assorti de réponses fermées (oui ou non). L'enquête a montré que 42,9 % des 1049 élèves avaient déjà entendu parler de l'aquaponie. Ils en avaient appris à l'école (379 élèves), dans les médias (79), par des pairs et des connaissances (42), par des publicités (18), lors de la visite de l'aquaponie (12), lors de foires agricoles (2) et en aquariophilie (1). La plupart des réponses positives provenaient d'étudiants du Centre Biotechnique de Naklo, où l'aquaponie a été construite en 2012 (Podgrajšek et al. 2014) et l'aquaponie était déjà intégrée dans le processus d'apprentissage ; 28% des répondants n'avaient aucune connaissance sur l'aquaponie et 19,8% des répondants ont déclaré qu'ils choisir le cours d'aquaponie plutôt que d'autres modules, principalement en raison de sa nature interdisciplinaire et de son approche durable et créative. Les étudiants s'attendaient également à ce qu'après avoir suivi un tel cours, ils aient de meilleures chances de trouver un emploi. La plupart des étudiants ont aimé le travail pratique, et 10,7 % des répondants ont dit qu'ils aimeraient faire du bénévolat en maintenant l'aquaponie et qu'ils aimeraient mettre en place leur propre aquaponie. L'analyse de l'intérêt des élèves à produire des aliments à l'aide de l'aquaponie a montré qu'ils aimaient cette idée. Cependant, ils ne savaient pas s'ils mangeraient le poisson et les légumes produits de cette façon, surtout parce qu'ils n'avaient pas d'expérience préalable de manger des aliments produits en aquaponie. Sur la base de ces résultats, nous pouvons supposer que la production alimentaire en aquaponie sera bien acceptée par les étudiants des écoles professionnelles secondaires dans les domaines biotechniques. Ceci est important car ces étudiants sont la prochaine génération d'entrepreneurs, d'agriculteurs et de techniciens qui non seulement produiront, fabriqueront et feront évoluer l'aquaponie dans l'avenir, mais contribueront également à susciter la confiance dans l'aquaponie chez les parties prenantes afin qu'elle devienne une partie de la production alimentaire en Slovénie à l'avenir.

    

   Fig. 22.11 Évaluation de l'intérêt perçu (ci-dessus) et de la difficulté (ci-dessous) des cours d'aquaponie à l'école professionnelle de Naklo, Slovénie. (Modifié après Peroci 2016)

9. 22.9 Discussion et conclusions

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   L'aquaponie est un parfait exemple d'un système qui peut rapprocher la nature d'une salle de classe et peut servir de point de départ à toute une série d'activités éducatives aux niveaux primaire et secondaire. Un système modèle, associé aux méthodes didactiques correspondantes, permet de rendre les processus naturels plus tangibles pour les élèves. Cela, à son tour, aide à développer les compétences nécessaires pour faire face à la complexité et aux problèmes de l'environnement, et favorise un sens des responsabilités envers l'humanité. En créant l'occasion d'une expérience pratique avec la nature et les éléments naturels tels que l'eau, le poisson et les plantes, on développe également une conscience environnementale et une meilleure compréhension du potentiel de solutions pratiques et une volonté d'agir sur ces connaissances.

   Dans ce chapitre, nous avons présenté diverses études de cas sur l'utilisation de l'aquaponie à différents niveaux d'enseignement, ainsi qu'un certain nombre d'exemples qui évaluent les avantages de l'introduction de l'aquaponie dans les écoles.

   Alors que pour chaque étude distincte, les méthodes d'évaluation étaient en soi logiques et fournissaient des idées intéressantes, des comparaisons claires entre les études ne sont pas pratiques, parce que les méthodes n'étaient pas, ou n'étaient que partiellement, comparables.

   Au cours du projet du 6e PC « WastewaterResource », les spécialistes pédagogiques de l'équipe ont exprimé quelques commentaires critiques sur l'utilisation de questionnaires pour mesurer les impacts sur la conscience écologique et le comportement des élèves (Scheidegger et Wilhelm 2006) :

   • Dans les questionnaires à choix multiples, les élèves ont tendance à fournir les réponses qu'ils pensent que l'enseignant aimerait entendre.

   • Les enfants ont souvent des difficultés à classer leurs réponses à des questions telles que « Comment était ma motivation dans les conférences Aquaponiques ? _ » (1 : très bas à 5 : extrêmement élevé).

   • Les réponses sont fortement influencées par l'enseignant et les objectifs actuels de l'éducation.

   Par conséquent, on peut se demander si les méthodes d'enquête quantitatives sont appropriées pour révéler les effets potentiels et si elles fournissent des données réalistes sur les perceptions des élèves.

   Il semble plus approprié de se concentrer sur les méthodes d'évaluation qualitative telles que les entretiens semi-structurés avec les enseignants ou le processus d'auto-observation selon la méthode de recherche-action décrite par Altrichter et Posch (2007). Les enseignants sont des praticiens qui ont une expérience à long terme dans les relations avec les élèves et peuvent donc fournir des informations de meilleure qualité et plus approfondies sur un impact potentiel qu'une enquête ne peut révéler. Un entretien ou un dialogue plus approfondi avec les enseignants fournira également des informations sur les questions critiques des systèmes d'apprentissage et des idées sur leur développement ultérieur. La question de recherche « _Comment les enseignants ont-ils perçu le matériel ? _ » semble donc fournir des informations beaucoup plus utiles que la question « _quel a été l'impact sur les étudiants ? _ »

   Une question essentielle pour la diffusion réussie de nouvelles unités d'enseignement semble être une intégration solide des unités dans les cadres scolaires nationaux. Les réactions des écoles indiquent fortement que les enseignants ont très peu de temps pour trouver et initier de nouvelles idées et du matériel didactique. Ils utilisent généralement des portails d'information déjà établis qui fournissent le matériel sous une forme qui correspond au plan national d'éducation et qui est prêt à l'emploi pour un niveau scolaire particulier. Il est donc nécessaire d'établir une coopération avec les acteurs clés des cadres pédagogiques nationaux. Afin de mieux évaluer les impacts de l'aquaponie sur les sujets STEM, l'environnement et d'autres résultats d'apprentissage, une étude comparative entre les établissements d'enseignement où ils utilisaient l'aquaponie comme outil d'enseignement basé sur les mêmes méthodes de recherche bien conçues et répondant à divers objectifs d'enseignement serait nécessaire.

   Remerciements Ce travail a été soutenu en partie par le financement reçu de l'action COST FA1305 « The EU Aquaponics Hub — Réaliser une production intégrée durable de poisson et de légumes pour l'UE ».

   Nous reconnaissons la contribution de l'UE (FP6-2004-Science-et-Sociète-11, contrat numéro 021028) au projet « WasterWater Resource », et nous remercions toute l'équipe, en particulier Nils Ekelund, Snorre Nordal et Daniel Todt.

   Nous reconnaissons la contribution de l'UE (projet de transfert d'innovation Leonardo da Vinci, numéro d'accord - 2012-1-CH1-LEO05-00392) au projet Aqua-Vet, en particulier, Nadine Antenen, Urška Kleč, Aleksandra Krivograd Klemenčič, Petra Peroci et Uroš Strniša.