水环境模拟与应用推广软件“EscapeBLOOM”

水环境管理中的数学建模是理解生态系统过程、预测环境变化和制定管理策略的核心工具。然而,建模结果的复杂性使得模型研发人员、非模型专业的水环境管理者和尝试开展模型学习与研究的人员之间沟通存在障碍。本研究旨在通过“游戏化学习”(Gamified Learning)克服这一挑战,提供一种全新的研究方式来突破知识与应用技术壁垒。

团队成员孔祥臻联合荷兰瓦赫宁根大学学者,研发了水环境模拟与应用推广软件“EscapeBLOOM”,相关成果近期以“A serious game approach for lake modeling and management: The EscapeBLOOM”为题发表于环境模型领域重要期刊(Environ. Model. Softw., 2024, 173, 105941,孔祥臻博士为共同通讯作者)。该模型工具已先后7次在国际湖沼学领域重要会议(SIL2022、GLEON2023)等场合应用推广,对湖泊模型在生态管理实践中的应用起到了较好的推动作用。

EscapeBLOOM提供沉浸式应用体验,让参与者模拟专业水环境模型在湖泊管理中的关键决策应用过程,强调湖泊富营养化及其管理措施,如减少营养负荷和恢复生态系统稳定性,使复杂的科学内容变得易于接受。该工具支持线上和线下多种模式,可用于不同文化背景和知识水平的用户。开放灵活的模型研发框架允许研究者调整案例和挑战以适应新需求。与现有主要关注流域管理工具不同,EscapeBLOOM深入探索湖泊生态系统的内部过程,帮助非模型人员理解水环境建模的工作流程,促进水环境模拟与应用管理的跨学科协作。

EscapeBLOOM在理论上探索了“严肃游戏”作为科学传播工具的新可能性,为跨学科协作提供了一个实用模型。实际应用过程中为湖泊管理决策中的利益相关者(如政策制定者和公众)提供了一个交互式平台,有助于提高决策的透明度和科学依据。未来可将EscapeBLOOM应用于其他生态管理领域,如湿地修复或森林生态学,并探索人工智能和机器学习在游戏提示与用户反馈中的应用,提供个性化应用体验。

表1 EscapeBLOOM软件测试推广活动一览

次数测试推广场合参加人数
1荷兰瓦赫宁根大学(WSG课题组内部测试)11
2国际湖沼学大会(SIL2022会议,柏林)10
3德国淡水渔业研究所(IGB,柏林)20
4荷兰瓦赫宁根大学(研究生课程“未来水环境压力模拟”)41
5中国科学院大学中丹学院(研究生课程“水与环境”)15
6全球湖泊观测网络年会(GLEON2023会议,波兰Ryn)21
(引自Environ. Model. Softw., 2024, 173, 105941)

图1 EscapeBLOOM模型推广现场照片集锦


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2024.105941

软件工具下载:https://zenodo.org/records/8116796

子模块应用界面:https://www.witteveenbos.com/digital-solutions/pclake-metamodel

子模块下载(Dummy_EscapeGame):http://www.whyswess.com/Dummy_EscapeGame

子模块下载(EscapeBLOOM_play):http://www.whyswess.com/EscapeBLOOM_play

子模块相关说明

软件名称:EscapeBLOOM

作者:Dianneke van Wijk1,2*, Xiangzhen Kong3,4*, Harmen Knap1, Annette B. G. Janssen1

单位:

  1. Wageningen University & Researc
  2. Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW)
  3. Helmholtz-Centre for Environmental Research – UFZ
  4. Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences

发表论文信息:

《湖泊建模与管理的严肃游戏方法:EscapeBLOOM》’A serious game approach for lake modeling and management: the EscapeBLOOM’. Environmental Modeling & Software, 2024, 173, 105941 , https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2024.105941

软件描述:

EscapeBLOOM软件,这是一个示范版本,展示了如何创建一个类似的环境管理软件。用户可以使用或根据自身需求调整。该示范版本及论文补充材料提供了从零开始创建新软件的指导,也可能帮助您调整现有的软件版本。通过输入密码“EscapeBLOOM”,您可以解锁这些文件。

(Here we share the player version of the EscapeBLOOM, a dummy version showcasing the techniques to create a similar digital escape room. Anyone is free to play or adjust the game for their own educational purposes. The dummy and supplementary material of the publication ‘A serious game approach for lake modeling and management: the EscapeBLOOM’ together provide guides on how to create a new game from the start and may help to adjust the existing game. The sheets can be unlocked by using the password “EscapeBLOOM”.)

关键词:教育、湖泊建模、科学传播、严肃游戏、工具、水质管理

Keywords: Education, lake modeling, science communication, serious game, tool, water quality management

声明:

本软件及其相关数据同时在Zenodo网站共享,网址10.5281/zenodo.8116796 (under the Creative Commons Attribution-Non Commercial 4.0 International License CC-BY-NC,https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0)