Aquaponics

LESACTIVITEIT 6
WERKBOEK INLEIDING TOT AQUAPONICS

De MAKERS

Naam startup: Riverfood – mvr. drs. Linda Grotenbreg; linda@riverfood.nl
Naam school: IJsselcollege – dr. ir. Kees Stam

ALLEEN VOOR GEBRUIK DOOR BETA STEUNPUNT EN SCHOOL DIE LESACTIVITEIT HEEFT GERESERVEERD: Link naar bijbehorende lesmaterialen:

Animatie

Antwoordenboek bij leerlingenwerkboek

Aquaponicssysteem onderhouden

Aquaponicssysteem opstarten

Docentenhandleiding

Instructies bouwpakket

Leerlingenwerkboek

Bouwpakket formaat klein

Inleiding tot aquaponics: een andere manier van voedsel produceren

Omdat het werkboek gemaakt is voor VWO bovenbouw bevat het vraagstukken die wellicht lastig/moeilijk zijn voor VMBO en HAVO, de vragen zouden op deze niveaus aangepast kunnen worden.

OMSCHRIJVING LESACTIVITEIT

Geschikt voor klas(sen): Dit specifieke werkboek is gericht op VWO bovenbouw en is vakoverstijgend – de nadruk ligt vooral binnen biologie maar ook scheikundige en natuurkundige aspecten komen aan bod.

Inleiding tot aquaponics kan gekoppeld worden met de volgende examendomeinen:
VWO Biologie – Examen domeinen:
A12 – Ecologisch denken
A14 – Systeem denken
A16 – Contexten
B8 – Regulatie ecosystemen
C3 – Zelfregulatie van ecosystemen
D5 – Interactie in ecosystemen
F3 – Biodiversiteit

Deze domeinen worden besproken in het boek
● Nectar in hoofdstuk 3 Ecosystemen (4VWO), hoofdstuk 17 Stedelijke ecosystemen (6VWO), hoofdstuk 18 Wereldwijde kringlopen (6VWO) en hoofdstuk 21 Planten (6VWO).
● Biologie voor Jou in hoofdstuk 6 Ecologie (4VWO) en in hoofdstuk 9 Mens & milieu (5VWO) en hoofdstuk 10 Planten (5VWO).

VWO Scheikunde – Examen domeinen:
A10: Toepassen van chemische concepten
C2: Chemisch rekenen
C3: Behoudswetten en kringlopen
C5: Chemisch evenwicht
D1: Chemische vakmethodes
D2: Veiligheid
E1: Chemisch onderzoek
E3: Duurzaamheid
E5: Onderzoek en ontwerp
F2: Groene chemie
G1: Chemie van het leven
G2: Milieueffectrapportage

VWO Natuurkunde – Examen domeinen:
A10: Kennisontwikkeling en -toepassing
C2: Energie en wisselwerking
D1: Elektrische systemen
E1: Eigenschappen van stoffen en materialen
G1: Biofysica

Met enkele aanpassingen is het lesmateriaal bruikbaar voor elk niveau (VMBO, HAVO en VWO), zowel in de onderbouw als de bovenbouw.

Duur van de les activiteit

Aquaponics les 1 en 2 kunnen elkaar direct opvolgen. Tussen aquaponics les 2 en 3 het liefst een week ruimte, de normale lessen die hiertussen plaatsvinden kan de docent aan het eigen curriculum besteden. Na aquaponics les 3 is het aan de docent om te bepalen hoe lang het experiment blijft lopen. Elke les ná aquaponics les 3 meten de leerlingen de waterkwaliteit (pH, ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte) en de voortgang van de planten. Dit vraagt maximaal 15 minuten per les, mits de leerlingen de taken goed verdelen (het meten van ammoniak duurt 15 minuten).
Afhankelijk van het soort planten dat in de Aquaponics Systemen wordt ingezet zouden deze na vier weken oogstbaar kunnen zijn.

Afhankelijk van het lesrooster van de klas kunnen aquaponics les 1 en 2 binnen één week plaatsvinden, dan een week geen aquaponics. Hierna aquaponics les 3 en 4 binnen één week en dan vier weken looptijd van het experiment.

Totaal een periode van 6 weken.

Inhoud les activiteit

De inhoud van de lessen is gebaseerd op de Docentenhandleiding, het Leerlingenwerkboek, de Aquaponics Animatie, een aquaponics bouwpakket en drie aanvullende powerpoints die het bouwen, opstarten en onderhouden van het aquaponics systeem beschrijven.

Les 1:
In de eerste les legt de docent uit waarom er een ‘zijsprong’ wordt gemaakt naar Aquaponics bv. als aanvulling op de theorie over voedselproductie methoden, ecosystemen, mens & milieu.
De werkboeken worden aan de leerlingen verstrekt.
Nu wordt de animatie van Riverfood getoond en eventueel aanvullend beeldmateriaal.
Leerlingen kunnen tijdens/na de animatie een groot deel van het werkboek invullen.
De docent kan eventueel tijd gebruiken om een discussie over Aquaponics te hebben met de leerlingen, in de docentenhandleiding staan wat richtlijnen hiervoor. De rest van de vraagstukken kan als huiswerk opgegeven worden.

Les 2:
Aan de hand van de powerpoint ‘instructies bouwpakket’, verstrekt door Riverfood, kunnen de leerlingen (afhankelijk van het aantal bouwpakketten) in groepjes het Aquaponics Systeem in elkaar zetten.
De leerlingen dienen hierbij een veiligheidsbril én laboratoriumjas te dragen ter bescherming van zichzelf en kleding.
Het systeem kan zonder gereedschappen in elkaar gezet worden.

Nadat het systeem in elkaar gezet is kan het gevuld worden met water (liefst regenwater) zoals beschreven in de powerpoint ‘opstarten aquaponicssysteem’. De volgende stap is het aanzetten van de luchtpomp en het aanzetten van de waterpomp. Leerlingen moeten goed kijken of het systeem nergens lekt. Vervolgens moet de uitstroomsnelheid van de kranen bij de hydrokorrel bakken dusdanig worden afgestemd dat elk sifon goed sifoneert. Nadat elk sifon een keer of 5 achter elkaar goed werkt kan er vanuit gegaan worden dat het Aquaponics Systeem werkt.

Om het ecosysteem op te starten worden er, volgens de instructie van de bacterieverpakking, bacteriën toegevoegd aan de bak met de pomp.
Aangezien de vissen pas een week later aan het systeem toegevoegd kunnen worden is het zaak de bacteriën van voeding te voorzien. Hiertoe wordt, volgens de aanwijzingen in de powerpoint ‘opstarten aquaponicssysteem’, ammoniak aan de bak met de pomp toegevoegd.

Laat het systeem 5 minuten draaien.

Nu kunnen de leerlingen de eerste metingen doen: pH, ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte.

Tussen les 2, les 3 en les 4 moeten de Aquaponics Systemen elke dag dezelfde hoeveelheid ammoniak toegevoegd krijgen aan de bak met de pomp. Dit is aan de docent en/of TOA.

Les 3:
De leerlingen meten allereerst opnieuw de pH, ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte. Wanneer er inderdaad nitraat in het systeem aanwezig is kunnen er planten in het systeem geplaatst worden. De ideale hoeveelheid nitraat in het systeem staat beschreven in de powerpoint ‘opstarten aquaponicssysteem’.

De leerlingen formuleren de onderzoeksvraag en passen zo nodig een deel van de plantengroeiruimte hier op aan bv. één van beide plantenlagen wordt ingepakt om het donker te laten zijn, de andere plantenlaag heeft een groeilamp.

Optioneel: De school kan diverse ontkiemde plantjes via Riverfood aanschaffen tegen een gereduceerde prijs.

De leerlingen krijgen een x-aantal plantjes van de docent – of de leerlingen hebben zelf uitgezocht welke plantjes zij in het systeem willen gaan zetten.

De leerlingen moeten in een bak met water voorzichtig het vermiculiet/aarde van de plant afspoelen om daarna het plantje op de juiste plek in de hydrokorrels in te graven. Het is beter om de plantjes diep in te graven. Zolang de blaadjes boven de hydrokorrels uitkomen is het goed.

Ter vastlegging voor het verslag/rapport kunnen leerlingen een foto maken van de beginsituatie van de planten in het systeem.

Les 4:
De leerlingen meten allereerst opnieuw de pH, ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte. Ook analyseren/meten ze de planten.
Nu is het tijd om de waterdieren aan het systeem toe te voegen.

Optioneel: De school kan via Riverfood goudvissen aanschaffen om alle systemen met de juiste hoeveelheid waterdieren te vullen.

Zoals ook met aquariumdieren van toepassing is zullen de waterdieren langzaam moeten wennen aan de nieuwe omgeving. De leerlingen zullen het protocol volgen zoals beschreven in de powerpoint ‘opstarten aquaponicssysteem’.

Optioneel: De school kan via Riverfood tegen een gereduceerde prijs het juiste visvoer aanschaffen.

Terwijl de waterdieren wennen kan de automatische voermachine ingesteld worden, gevuld worden met het visvoer en op de visbak gemonteerd worden zoals aangegeven in de powerpoint ‘instructies bouwpakket’.

Het Aquaponics Systeem is nu volledig ingericht en compleet.

Het is nu aan de docent om te bepalen hoe lang het experiment blijft lopen. Elke les meten de leerlingen de pH, ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte en de vorderingen van de planten. Er wordt ook gecontroleerd of de voermachine nog genoeg visvoer bevat en daar waar nodig wordt het visvoer bijgevuld.
De hoeveelheid visvoer die nodig is per aquaponicssysteem kan berekend worden met behulp van de powerpoint ‘opstarten aquaponicssysteem’.

BENODIGDHEDEN LESACTIVITEIT
(geef hier aan wat de school/leerlingen beschikbaar moeten hebben om de les activiteit te kunnen uitvoeren – bijv. lasersnijder, plastic afval, een specifiek computerprogramma etc)

● Computer met internet en beamer voor de docent om de introductie, animatie en aanvullend beeldmateriaal aan de leerlingen te kunnen laten zien.
● Voor de docent de (papieren of digitale) docentenhandleiding.
● Voor elke leerling het (papieren of digitale) werkboek.
● De klas heeft een x-aantal Riverfood Aquaponics Bouwpakketten nodig. Ideaal gezien is er voor elke vier leerlingen een systeem beschikbaar.
● Ontkiemde planten, hier kan de school zelf voor zorgen. Dit kan ook door Riverfood geleverd worden.
● Waterdieren, hier kan de school zelf voor zorgen. Dit kan ook door Riverfood geleverd worden.
● Meetmaterialen om de verschillende aspecten in de systemen te analyseren zoals bijvoorbeeld: pH; ammoniak-, nitriet- en nitraatgehalte; lichtintensiteit; watersnelheid; temperatuur van de lucht en ook het water; hoeveelheid opgeloste zuurstof in het water; CO2 gehalte in de lucht, …..

KOSTEN LESACTIVITEIT

Riverfood heeft verschillende lesmaterialen ontwikkeld. Op dit moment kan er gekozen worden uit de volgende pakketten:
1. Docentenhandleiding, leerlingenwerkboek, antwoordboek, beeldmateriaal:
€200,- excl. BTW (€242,- incl. BTW)
2. Bouwinstructies voor een aquaponicssysteem, instructies opstarten, instructies onderhouden:
€50,- excl. BTW (€60,50 incl. BTW)
3. Bouwpakket aquaponicssysteem KLEIN:
€495,04 excl. BTW (€599,- incl. BTW)
4. Bouwpakket aquaponicssysteem GROOT:
€825,62 excl. BTW (€999,- incl. BTW)