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22.8.1 Proyecto del VIPM de la UE «WasteWaterResource»

El objetivo del proyecto de Recursos de Aguas Residuales era reunir, desarrollar y evaluar material didáctico y de demostración sobre investigación y métodos ecotecnológicos para alumnos de entre 10 y 13 años de edad (http://www.scientix.eu/web/guest/projects/ project-detail? ArtículoId=95738). Las unidades docentes fueron evaluadas con el fin de mejorar los métodos y contenidos y maximizar los resultados de aprendizaje. A partir de discusiones con profesionales de la educación, la evaluación se basó en un enfoque sencillo utilizando cuestionarios y entrevistas semiestructuradas. Los profesores evaluaron las unidades respondiendo al cuestionario en línea (ver Sect. 22.7.1). #2271 Las unidades acuapónicas fueron evaluadas en Suecia (en el Centro Científico de Technichus, y en Älandsbro skola en Härnösand), y en Suiza.

22.8.1.1 Centro de Ciencias Technichus, Suecia

Entre 2006 y 2008, se instaló una unidad acuapónica en Technichus, un centro científico de Härnösand (Suecia) (www.technichus.se). El cuestionario se colocó junto al sistema para que los estudiantes visitantes pudieran responder a las preguntas en cualquier momento. Consistía en 8 preguntas (Fig. 22.8).

Las respuestas mostraron que los estudiantes entendieron cómo se recirculaba el agua en el sistema. Comprendieron menos bien cómo se transportaban los nutrientes dentro del sistema y el contenido de los nutrientes y, curiosamente, uno de cada cuatro estudiantes no sabía que las plantas que crecían en la unidad acuapónica eran comestibles.

22.8.1.2 Älandsbro skola, Suecia

El cuestionario utilizado en Älandsbro skola fue explicado por primera vez por el profesor para asegurar que los estudiantes entendieran las preguntas. Las preguntas fueron respondidas antes de que comenzara el proyecto y al final del proyecto.

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Fig. 22.8 Cuestionario y frecuencia de respuestas de los 24 estudiantes (de 8 a 17 años) que visitaron la exposición en Technichus, Suecia

En promedio, hubo un 28% más de respuestas correctas a las preguntas generales sobre los requerimientos nutritivos de plantas y peces después de la unidad de enseñanza. Como era de esperar, y similar a los hallazgos de Bamert y Albin (2005), el aumento del conocimiento fue evidente.

Las conclusiones de la investigación fueron que (i) trabajar con acuapónica tiene un gran potencial para ayudar a los alumnos a alcanzar objetivos de aprendizaje relevantes en el currículo sueco de biología y ciencias naturales; (ii) los profesores pensaron que el trabajo ofrecía oportunidades naturales para hablar sobre el ciclismo de la materia y que atrajo el interés de los alumnos; iii) los cuestionarios mostraron que un gran número de alumnos habían cambiado su opinión sobre las necesidades de los peces y las plantas antes y después de trabajar con el sistema; y iv) las entrevistas con los alumnos de más edad demostraron que habían adquirido buenos conocimientos sobre el sistema.

Aún más importante, todas las personas involucradas (profesores y estudiantes) encontraron que la acuapónica proveía los medios para expandir el horizonte de la disciplina, de una manera refrescante y efectiva.

22.8.1.3 Comparación del éxito de la acuapónica en clases de entornos urbanos y rurales en Suiza

Bamert (2007) comparó los efectos de la enseñanza con la acuapónica en el aula con estudiantes de 11 a 13 años de edad en dos entornos diferentes en Suiza. La Escuela de Donat, Cantón de los Grisones, está situada en la región alpina rural, donde los estudiantes viven principalmente en granjas cercanas. Muchas de estas granjas son orgánicas, por lo que estos estudiantes conocían ciertos conceptos acerca de los ciclos en la naturaleza de su vida cotidiana. Había 16 estudiantes, de 11 a 13 años, en la clase conjunta de quinto y sexto grado. Su lengua materna es rhaeto-románico, pero las clases de acuapónica se impartieron en alemán.

Por otra parte, la Escuela de Waedenswil está situada en la zona metropolitana de Zúrich. Los estudiantes crecieron en su mayoría en un entorno urbano y tenían menos experiencia en la naturaleza en comparación con los estudiantes de Donat. Debido a que los estudiantes de Donat afirmaron que la parte teórica era bastante difícil, la nitrificación no fue explicada en Waedenswil (Ejemplo 22.2). Además, hay que tener en cuenta que la unidad docente se extendió durante 11 semanas en Donat, mientras que se realizó como un taller de 2 días en Wädenswil.

Las respuestas a las preguntas sobre lo que les gustaba o no les gustaba más acerca de las lecciones de acuapónica se presentan en la Fig. 22.9. Mientras que los estudiantes rurales estaban más fascinados por el sistema en sí, los estudiantes urbanos estaban principalmente fascinados por los peces. En general, los peces fueron el mayor motivador en ambas clases. La red de los peces, el transporte, la alimentación y la observación de ellos eran actividades muy populares. La sed de conocimiento sobre los peces implicaba principalmente preguntas sobre la reproducción, el crecimiento, etc.

22.8.1.4 Promover el pensamiento de sistemas con acuapónica en Suiza

El efecto de la secuencia de enseñanza descrita en el Ejemplo 22.3 sobre las competencias de pensamiento de sistemas fue evaluado al principio y al final de la secuencia. El

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Fig. 22.9 Respuestas de estudiantes de dos ambientes diferentes (Donat-rural y Waedenswilurban) sobre lo que más les gustó o no le gustó en las lecciones acuapónicas

capacidad de los estudiantes para pensar de manera sistémica en lugar de sucesión lineal mejoró significativamente en el post-test comparado con el pre-test.

El pensamiento de sistemas es una de las competencias clave en el mundo complejo (Nagel y Wilhelm-Hamiti 2008), y es necesario para obtener una visión general de los sistemas subyacentes del mundo real, porque la mayoría de los problemas son complejos y requieren un enfoque sistémico para desarrollar una solución viable.

El pensamiento de sistemas incluye cuatro dimensiones centrales (Ossimitz 1996; Ossimitz 2000): (i) pensamiento en modelos; (ii) pensamiento interconectado; (iii) pensamiento dinámico (pensamiento sobre procesos dinámicos, como retrasos, bucles de retroalimentación, oscilaciones); y (iv) manipulación de sistemas, lo que implica la capacidad de la gestión del sistema y el control del sistema. La acuapónica en el aula se refiere principalmente al pensamiento y el pensamiento interconectados en modelos. El pensamiento interconectado implica la identificación y evaluación de los efectos directos e indirectos, particularmente en lo que respecta a la identificación de los bucles de retroalimentación, la construcción y la comprensión de las redes y de la causa y el efecto.

El objetivo principal de la secuencia de enseñanza «Aula aquapónica» descrita en el Ejemplo 22.3 era permitir a los estudiantes adoptar herramientas que les ayuden a examinar problemas complejos. La hipótesis probada fue que la incorporación de la acuapónica en las unidades de enseñanza tendría una influencia positiva en las capacidades de pensamiento de los sistemas de los alumnos.

Los 68 estudiantes realizaron una prueba al principio y al final de la secuencia docente. Las pruebas previas y posteriores fueron idénticas y contenían un breve texto sobre la vida como agricultor, lo que animó a los estudiantes a pensar en los agricultores y su comportamiento. Terminó con la pregunta: «¿Por qué el agricultor puso estiércol en sus campos?» Los alumnos respondieron con un dibujo y/o una descripción de las razones. Las respuestas de los estudiantes fueron evaluadas de acuerdo con el método descrito por BollmannzuberBuehler et al. (2010), que permite utilizar un método cualitativo con resultados cuantitativos (para más detalles al respecto, ver también Junge et al. 2014).

En general, la delimitación de los sistemas pasó de una descripción cualitativa a una descripción más esquemática y se volvió más compleja en el postensayo. Cuando se asignaron puntuaciones numéricas a cada nivel de dibujo (Tabla 22.6), una interesante

Cuadro 22.6 Identificación de la delimitación de las representaciones del sistema

tabla tead tr class="encabezado» La delineación/th th Descripción /th th Puntuación /th /tr /thead tbody tr class="impar» TDNo dibujo/td td Ninguna representación en absoluto /td td 1 /td /tr tr class="incluso» Representación TDesquematico/td td Esquemas sin conexión lógica /td td 2 /td /tr tr class="impar» TDFigura con etapas/td td Secuencia lógica con un mínimo de 3 etapas /td td 3 /td /tr tr class="incluso» TDother tipos de representación/td td Todas las demás representaciones, que no pudieron ser claramente asignadas /td td 4 /td /tr tr class="impar» Gráfico TDlineal/TD td Contiene al menos 1 cadena de eventos /td td 5 /td /tr tr class="incluso» Diagrama TDeffect/td td Contiene además al menos 1 unión /td td 6 /td /tr tr class="impar» Diagrama de red TD/td td Contiene además al menos 1 bucle y/o ciclo de retroalimentación /td td 7 /td /tr /tbody /tabla

Tabla 22.7 Comparación de los puntajes de delineación medianos entre el pre y el post test

tabla tead tr class="encabezado» th/th th Prueba previa a la actividad (. /mediana) /th th Prueba posterior a la actividad (. /mediana) /th th Cambiar /th /tr /thead tbody tr class="impar» TDGirles/TD td 2.5 /td td 7 /td td 4.5 /td /tr tr class="incluso» TDboys/TD td 2 /td td 7 /td td 5 /td /tr /tbody /tabla

(Cuadro 22.7). Mientras que ambos sexos alcanzaron el nivel medio de 7, lo que significa que la mayoría de los dibujos contenían al menos un bucle y/o ciclo, al final de la secuencia de enseñanza, el cambio fue más marcado entre los niños, que comenzaron en un nivel inferior. Esto indicaba que los niños se beneficiaban más de la experiencia práctica que de las niñas.

En el siguiente paso, se calcularon el índice de complejidad, el índice de interconexión y el índice de estructura (para más detalles, ver Junge et al. 2014).

El índice de complejidad (alemán: Komplexitätsindex, KI) muestra cuántos conceptos de sistema implementó el estudiante:

$\ text {KI} =\ text {variables} +\ text {flechas} +\ text {cadena de eventos} +\ text {cruce} +\ text {bucles de retroalimentación} $ (22.1)

El índice de interconexión (Vernetzungsindex, VI) muestra la frecuencia de las conexiones entre las variables:

$VI = 2\ veces\ texto {flechas}/\ texto {variables} $ (22.2)

El índice de estructura (Strukturindex, SI) muestra cuántos conceptos complejos del sistema implementó el estudiante en la representación:

$\ text {SI} = (\ text {chain of events} +\ text {junctions} +\ text {feedback bucles})/\ text {variables} $ (22.3)

Los estudiantes encontraron más conceptos de sistema y sabían más acerca de las variables del sistema en el post-test que en el pre-test, un hecho reflejado en todos los índices aplicados (Fig. 22.10).

Estos resultados parecen apoyar la hipótesis de que la incorporación de la acuapónica en la enseñanza tiene una influencia positiva en las capacidades de pensamiento de sistemas de los estudiantes, y que la «Secuencia Aquapónica de Aula» ideada fue exitosa en la formación de estudiantes en el pensamiento de sistemas.

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Fig. 22.10 Complejidad de las respuestas en pruebas de pre-actividad y post-actividad. Arriba: índice de complejidad (KI), centro: índice de interconexión (VI), abajo: índice de estructura (SI)

22.8.2 Evaluación de la Unidad de Enseñanza de Acuapónica en Educación Profesional en Eslovenia

22.8.2.1 Evaluación del Curso de Acuapónica, Centro Biotécnico de Naklo, Eslovenia

La progresión del aprendizaje del curso acuapónico corto dentro del estudio de Peroci (2016) (ver Precedente 5) se evaluó mediante cuestionarios: (i) pre-prueba/posttest; (ii) prueba del nivel de habilidad adquirido en relación con la producción de alimentos en acuapónica; y (iii) evaluación docente.

Se evaluó la influencia de diversos factores en la popularidad de las lecciones y el trabajo práctico. Los estudiantes nombraron varios factores como cruciales para su interés en el curso de acuapónica. Los factores más relevantes fueron: profesores más relajados (80%); entretenimiento (76%); ubicación atractiva del trabajo práctico (72%); contacto con la naturaleza (68%); trabajo práctico activo (64%); y uso de nuevos métodos interesantes (56%). En general, los estudiantes calificaron las lecciones más interesantes como las menos difíciles (por ejemplo, la lección «Monitorear la calidad del agua y las bacterias» fue menos interesante y más difícil) (Fig. 22.11).

22.8.2.2 Encuesta de Conocimientos y Actitudes hacia la Acuapónica

Peroci (2016) investigó conocimientos, actitudes hacia los alimentos producidos e interés en el uso de acuapónica entre estudiantes de 8 escuelas profesionales secundarias en campos biotécnicos dentro de los programas educativos para gestor de tierras (1º-3º año), técnico hortícola (1º-4º año), técnico en agricultura y gestión (1º-cuarto año) y técnico ambiental (1º-cuarto año) durante 2015 y 2016.

La encuesta incluyó un cuestionario de 15 minutos, con respuestas cerradas (sí o no). La encuesta mostró que el 42,9% de los 1049 estudiantes ya habían oído hablar de acuapónica. Lo habían aprendido en la escuela (379 estudiantes), en los medios de comunicación (79), en los compañeros y conocidos (42), en los anuncios publicitarios (18), en la acuapónica (12), en las ferias agrícolas (2) y en la acuarista (1). La mayoría de las respuestas positivas fueron de estudiantes del Centro Biotécnico Naklo, donde se construyó la acuapónica en 2012 (Podgrajšek et al. 2014) y la acuapónica ya estaba integrada en el proceso de aprendizaje; 28% de los encuestados carecían de conocimiento sobre acuapónica y 19,8% de los encuestados dijeron que lo harían elegir el curso de acuapónica sobre otros módulos, principalmente por su carácter interdisciplinario y por su enfoque sostenible y creativo. Los estudiantes también esperaban que después de asistir a un curso de este tipo, tendrían mejores posibilidades de encontrar un trabajo. A la mayoría de los estudiantes les gustó el trabajo práctico, y el 10,7% de los encuestados dijeron que les gustaría ofrecerse voluntariamente manteniendo la acuapónica y que les gustaría establecer su propia acuapónica. El análisis sobre el interés de los estudiantes en producir alimentos utilizando acuapónica mostró que les gustó esta idea. Sin embargo, no estaban seguros de si iban a comer el pescado y las verduras producidas de esta manera, sobre todo porque no tenían experiencia previa en comer alimentos producidos en una acuapónica. Sobre la base de estos resultados, podemos suponer que la producción de alimentos en acuapónica será bien aceptada por los estudiantes de escuelas secundarias de formación profesional en campos biotécnicos. Esto es importante ya que estos estudiantes son la próxima generación de empresarios, agricultores y técnicos que no solo generarán, fabricarán y evolucionarán la acuapónica en el futuro, sino que también ayudarán a generar confianza en la acuapónica entre las partes interesadas para que se convierta en parte de la producción de alimentos en Eslovenia en el futuro.

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Fig. 22.11 Evaluación del interés percibido (arriba) y la dificultad (abajo) de las clases de acuapónica en la escuela vocacional de Naklo, Eslovenia. (Modificado después de Peroci 2016)


Aquaponics Food Production Systems

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