Platforma ESEP (dawniej eTwinning) dzięki możliwości zdalnej realizacji projektów międzynarodowych dała ważny impuls do rozwoju kultury współpracy w szkołach, a jednocześnie wzmocniła indywidualne kompetencje uczniów i nauczycieli zaangażowanych w realizację i organizację projektów. Zaangażowane we wspólne projekty szkoły z Polski i Portugalii, oprócz mobilności, prowadziły prace badawcze i tworzyły produkty związane ze zrównoważonym rozwojem środowiska. Jednym z nich było stworzenie ogrodów hydroponicznych. Jest to zrównoważona, bezglebowa metoda uprawy, która produkuje dużą ilość warzyw na małej przestrzeni, bez użycia dużych ilości wody. Uczniowie poznali tę metodę uprawy, a po wyhodowaniu warzyw samodzielnie przygotowali z nich dania. Podczas produkcji warzyw uczniowie siali i monitorowali wzrost, mierzyli pH i przewodnictwo elektryczne, a na podstawie tych danych dodawali niezbędne składniki odżywcze. Pracując w obrębie metodologii STEAM, pogłębili swoją wiedzę w kilku obszarach, w tym z przedmiotów science.
Co nazwiemy ogrodem hydroponicznym?
Do uprawy hydroponicznej potrzebny jest system, który można zbudować samodzielnie lub zakupić po niskich kosztach. Na niewielkiej przestrzeni udało nam się wyhodować dużą liczbę warzyw. Zalety ogrodów tego typu to: niski koszt wdrożenia, łatwość obsługi i czyszczenia systemu po każdej uprawie. Z kolei wadą jest trudność naprawy systemu podczas uprawy, jeśli jest to konieczne, ponieważ rośliny nie mogą pozostać bez wody przez długi czas. Ogród hydroponiczny może być pionowy, poziomy lub nawet w formie wieży (aeroponika). Korzystanie z ogrodów hydroponicznych jest bardzo proste, więc szkoły są fantastycznymi miejscami do ich stosowania. Możemy nawet umieścić je w klasie, tak jak zrobiliśmy to w ramach naszego projektu.
Wartością dodaną naszych działań jest to, że w tym samym czasie, gdy uczniowie uprawiają warzywa hydroponiczne, są zachęcani do spożywania większej ilości produktów tego typu, a tym samym do zdrowego odżywiania. Uczniowie z grupy Álvaro Velho, a także Szkoły Podstawowej im. Kazimierza Nowaka w Dąbrówce byli tak zmotywowani, że dzielili się swoją wiedzą na temat produkcji warzyw w ogrodach hydroponicznych z innymi uczniami i szkołami. W tych eksperymentach byliśmy w stanie wykorzystać metodologię STEAM, w której opracowywane są działania z różnych przedmiotów. Wykorzystywaliśmy i nadal wykorzystujemy do tego aktywizujące metody, a nasze działania promują doświadczanie i obserwację podczas lekcji, co przekłada się na wzrost motywacji uczniów i nauczycieli oraz doskonalenia ich umiejętności i podnoszenia wiedzy. W związku z tym uczniowie musieli praktycznie poznać takie zagadnienia jak pH, przewodnictwo elektryczne i składniki odżywcze niezbędne do wzrostu roślin, czy techniki montowania ogrodów warzywnych. Przeprowadzono kilka zajęć praktycznych z degustacją warzyw hydroponicznych produkowanych w naszych ogrodach. Powstały między innymi zupa, omlet z hydroponiczną pietruszką, penne z warzywami hydroponicznymi, różne sałatki czy pesto.
Ważne czynniki w hydroponicznej produkcji warzyw
Światło
Jest to czynnik uruchamiający fotosyntezę, która prowadzi do wiązania węgla w roślinach. Niski poziom światła prowadzi do etiolacji roślin. W związku z tym konieczne jest przestrzeganie lokalizacji i położenia struktury hydroponicznej, aby jak najlepiej wykorzystać promieniowanie słoneczne. Brak światła można rozwiązać poprzez montaż sztucznego oświetlenia LED, które pozwala roślinom rozwijać się i prowadzić fotosyntezę (pigmenty roślinne mogą absorbować światło o długości fal od 450 nm do 660 nm). Jest to ważne nie tylko w przestrzeni kosmicznej, ale także mierzymy się z tym w Polsce zimą i jesienią w związku z małą liczbą godzin ze światłem słonecznym w ciągu dnia.
Natlenienie
Wewnątrz szklarni-klasy musi być zapewniona wymiana powietrza, aby utrzymać właściwy poziom tlenku węgla (IV) i tlenu dla zachodzenia zarówno procesu fotosyntezy i oddychania roślin. Procesy te mają fundamentalne znaczenie dla wzrostu roślin.
Przewodnictwo elektryczne
Przewodnictwo elektryczne odnosi się do właściwości roztworu polegającej na przewodzeniu prądu elektrycznego przez rozpuszczone w nim jony. Jest ono tym większe, im wyższe jest stężenie jonów w roztworze. Tak więc pomiar tego czynnika dostarcza informacji o stężeniu soli w roztworze, umożliwiając ocenę, czy potrzebne jest dostarczenie dodatkowych składników odżywczych. Są one kupowane w postaci proszku i rozcieńczane w celu zastąpienia istniejących składników odżywczych w glebie. W naszych uprawach używamy: azotanu (V) wapnia, siarczanu (VI) magnezu, azotanu (V) potasu, mikroelementy i MAP (mieszanina związków chemicznych). Ważne jest także badanie kwasowości naszej uprawy. Odpowiednia wartość pH dla rozwoju roślin wynosi od 5,5 do 6,5. Istnieją rośliny, które są mniej lub bardziej tolerancyjne na kwasowość lub zasadowość. W tych kilku przykładach ukrytych jest bardzo wiele zagadnień z podstawy programowej przedmiotów przyrodniczych, a do tego podczas komunikacji projektowej używamy języka angielskiego czy dostępnej technologii np. ułatwiającej upowszechnianie i prezentację produktów projektu.
Hydroponika w kosmosie
Agrupamento de Escolas Augusto Cabrita, Barreiro to szkoła, która w 2022 roku swoją uprawę hydroponiczną wprowadziła w zupełnie nową przestrzeń. Pierwszą fazą projektu w ramach Scientix space było odliczanie: „… 1,2,3, Odlot!”. Uczniowie musieli poznać warunki niezbędne do odbycia misji kosmicznej! Polecamy obejrzeć filmiki na temat uprawy hydroponicznej w kosmosie na kanale YouTube NASA.
Jak można sobie wyobrazić, zapewnienie jedzenia jest głównym wyzwaniem podczas podróży kosmicznych. Astronauci muszą spożywać pożywne i zdrowe posiłki podczas misji. Hydroponika jest idealnym rozwiązaniem dla produkcji żywności podczas długoterminowych podróży kosmicznych, ponieważ pozwala roślinom rosnąć w zamkniętym, kontrolowanym środowisku, bez gleby. W ten sposób rośliny mogą być uprawiane w małych przestrzeniach z niewielką ilością naturalnego światła.
Chociaż my na Ziemi nie jesteśmy jeszcze astronautami, stworzyliśmy ogród hydroponiczny. W tym celu przygotowujemy środowisko – naszą klasę, w naszej szkole, przeprowadzając symulacje, tak jakbyśmy w przyszłości mogli uczestniczyć w tego typu wyprawie w przestrzeń kosmiczną. Badamy i stosujemy system sztucznego oświetlenia LED, który pozwala roślinom rozwijać się i kontynuować fotosyntezę nawet bez światła słonecznego.
Nasi uczniowie poznawali niektóre technologie, które zostaną zastosowane w naszym zautomatyzowanym ogrodzie hydroponicznym. Wykorzystywali Arduino, obwody i czujniki do monitorowania i dostosowywania warunków środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność, pH, przewodnictwo elektryczne, a wkrótce wdrożymy również czujniki światła i poziomu składników odżywczych w ogrodzie hydroponicznym w szkole. Aby ułatwić nam funkcjonowanie w kosmosie, uczniowie zbudowali i zaprogramowali roboty do transportu roślin do ogrodu. Następnie mogli zastosować swoją wiedzę w prawdziwym życiu – nie symulacji.
Jak to wszystko się zaczęło?
Nasza współpraca trwa już dekadę. W tym czasie dzięki narzędziom eTwinning zrealizowaliśmy kilkanaście projektów, a także dzięki dofinansowaniu Erasmus+ zorganizowaliśmy wymiany uczniowskie i nauczycielskie. Ideą od której wyszliśmy był ogród szkolny – tradycyjny, uprawiany w ziemi, lecz w ostatnich dwóch latach poza licznymi aktywnościami terenowymi uczymy się uprawy hydroponicznej. Nauczyciele z Barreiro są dla nas inspiratorami. Dzięki naszej współpracy nastąpił transfer wiedzy i umiejętności, a nasz zespół mógł ponownie spotkać się we wrześniu tego roku, aby rozpocząć uprawę hydroponiczną. Nauczycielki z Portugalii przeprowadziły warsztaty z uczniami w Dąbrówce, którzy samodzielnie zmontowali nasz ogród hydroponiczny, który jest prezentem od naszych zaprzyjaźnionych szkół. Podczas warsztatów uczniowie nie tylko przygotowali roztwory wodne soli, ale także posiali warzywa, a w prezencie otrzymali rośliny wyhodowane przez uczniów w Barreiro (tak przetrwały odprawę lotniczą i podróż z Portugalii do Polski!). Od tamtego momentu każdego dnia obserwujemy wzrost naszych roślin w sali lekcyjnej.
Co ważne, uczniowie monitorują uprawę, a dodatkowo do współdziałania zostali zaproszeni także uczniowie klas młodszych. Gdy bazylia, buraczki i rukola, które wykiełkowały w Barreiro podrosły, w Dąbrówce zorganizowaliśmy pasta party i wspólnie przygotowaliśmy danie z pesto i makaronem. Wzorem naszych partnerów z Portugalii. W międzyczasie odbyły się także telekonferencje z uczniami i nauczycielami z Barreiro i rozmowy nad postępami prac projektowych. Chciałbym podkreślić, że nasze działania upowszechniane były nie tylko na platformie ESEP, ale także podczas wydarzenia Science on Stage Poland na Wydziale Fizyki UAM. Otrzymaliśmy dofinansowanie na przylot całego nauczycielskiego zespołu zaangażowanego w projekt i przeprowadzenie warsztatów dla nauczycieli w ramach tego Festiwalu.
Nasze działania ewoluują, odbywają się na różnych przedmiotach szkolnych, interdyscyplinarnie włączając uczniów do działania.
Autorzy:
Helena Pires (Agrupamento de Escolas de Álvaro Velho, Barreiro, Portugalia) https://www.instagram.com/ecoamigosdanaturezaav/
Maria Robalo (Agrupamento de Escolas Augusto Cabrita, Barreiro, Portugalia) https://www.instagram.com/csi_labfq/
Tomasz Ordza (Szkoła Podstawowa im. Kazimierza Nowaka w Dąbrówce) https://www.instagram.com/spdabrowka/
- O budowaniu postaw obywatelskich i kultury ekologicznej w szkołach - 12 grudnia 2024
- Zadawać czy nie zadawać? - 4 lutego 2024
- Ewolucja ogrodu szkolnego – czyli ciąg dalszy współpracy w ramach synergii programów eTwinning i Erasmus+ oraz SonS Poland - 8 grudnia 2023