{"id":27434,"date":"2026-02-16T10:32:08","date_gmt":"2026-02-16T09:32:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/projektdatenbank\/35488-01\/"},"modified":"2026-02-16T10:32:08","modified_gmt":"2026-02-16T09:32:08","slug":"35488-01","status":"publish","type":"projektdatenbank","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/projektdatenbank\/35488-01\/","title":{"rendered":"Entwicklung eines systemorientierten Serious Games (Play) im Living Lab zur virtuellen Simulation von Konzepten und Handlungsoptionen zur Verminderung von Stickstoffemissionen (N) in der Schweinehaltung (Pig) und zur Anpassung der Betriebe an den Kli[&#8230;]"},"content":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n<p>Klimaschutz und Ressourcenschonung geh\u00f6ren zu den gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der heutigen Zeit. Insbesondere die Belastung der Umwelt durch reaktive Stickstoffverbindungen steigt in den letzten Jahrzehnten auf globaler Ebene um ein bedenkliches Ma\u00df(1). Als eine der wichtigsten Lebensgrundlagen f\u00fcr pflanzliches Wachstum ist Stickstoff gleichzeitig unverzichtbar; hohe Stickstoffkonzentrationen in Boden und Luft k\u00f6nnen jedoch auch durch komplexe \u00f6kologische Wechselwirkungen zu Grundwasserbelastung durch Nitrat, Eutrophierung von Gew\u00e4ssern und einer Freisetzung von Lachgas und Ammoniak f\u00fchren.<br \/>\nMehr als 65 Prozent der reaktiven Stickstoffverbindungen gelangen in Deutschland \u00fcber die Landwirtschaft in die Umwelt(2). Die besonders viehstarke Landwirtschaft im Nordwesten Niedersachsen, in der die Schweinehaltung eine zentrale Rolle einnimmt, geh\u00f6rt zu den relevanten Stickstoff- und Klimaakteuren. Im Kontext des Transformationsprozesses treten Zielkonflikte auf, beispielsweise wenn gesellschaftliche Forderungen aufgrund von Gesetzesvorgaben nicht umgesetzt werden k\u00f6nnen oder wenn den Mehrkosten, die durch bauliche Ver\u00e4nderungsma\u00dfnahmen entstehen, keine h\u00f6heren Erl\u00f6se entgegenstehen. Dauerhaft f\u00fchrt das zu einer Schw\u00e4chung gerade kleinerer Betriebe, die f\u00fcr die Diversit\u00e4t des regionalen Agrarsystems unentbehrlich sind. Planungssicherheit und Existenzsicherung sind dabei wesentliche zu ber\u00fccksichtigende Aspekte. Es m\u00fcssen praktikable L\u00f6sungsans\u00e4tze entwickelt und umgesetzt werden, die dazu beitragen, die N\u00e4hrstoff\u00fcbersch\u00fcsse der Region sowie die Emission von Stickstoffen in die Umwelt zu senken. Tiefgreifende Ver\u00e4nderungen an bestehenden Systemen f\u00fchren zu Unsicherheiten und k\u00f6nnen bei den Beteiligten sogar \u00c4ngste sch\u00fcren. Dies kann zu Handlungsbarrieren und Widerst\u00e4nden f\u00fchren. Um klima- und ressourcenschonende sowie stickstoffreduzierende Ans\u00e4tze und entsprechendes Verhalten in die landwirtschaftliche Praxis zu imple-mentieren, gilt es daher, die komplexen Zusammenh\u00e4nge und Systeme verst\u00e4ndlich, erlebbar und zielgruppenspezifisch zu vermitteln.<br \/>\nZiel des Projekts PigNPlay war die Entwicklung des Prototyps eines Serious Games \u00fcber die Reduktion von Stickstoffemissionen in der Schweinehaltung. Mit dem Serious Game Ansatz zur Simulation von Handlungskonsequenzen im Projekt PigNPlay k\u00f6nnen komplexe Zusammenh\u00e4nge und wechselseitige Beziehungen \u00fcber ein ansprechendes Format vermittelt werden. Das prototypische Konzept des Lernspiels PigNPlay nutzt die Simulation eines Schweinemastbetriebs und den damit verbundenen innerbetrieblichen Handlungsoptionen, um Landwirt:innen in Ausbildung und Praxis systemisches Wissen zu vermitteln und Ma\u00dfnahmen zur Reduktion von Stickstoffemissionen in der Schweinehaltung aufzuzeigen.<\/p>\n<p>(1) SRU (2015). Sondergutachten Stickstoff: L\u00f6sungsstrategien f\u00fcr ein dr\u00e4ngendes Umweltproblem. Sachverst\u00e4ndigenrat f\u00fcr Umweltfragen (SRU), Berlin, S.21<br \/>\n(2) Bach, M., et al. (2020). Reaktive Stickstofffl\u00fcsse in Deutschland 2010\u20132014 (DESTINO Bericht 2), FKZ 3716 51 200 0. UBA-Texte. 64\/2020. M. Geupel. Umweltbundesamt. Dessau-Rosslau, S. 152, Tabelle 13-3<\/p>\n<p>Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Arbeit im Projekt PigNPlay wurde gepr\u00e4gt von einem engen trans- und interdisziplin\u00e4ren Zusammenwirken der Projektpartner in allen Arbeitspaketen. Diese waren wie folgt strukturiert:<br \/>\nAP 1: \u201eProjektmanagement\/\u00d6ffentlichkeitsarbeit\u201c umfasst koordinierende, organisatorische und administrative Aufgaben zur reibungslosen Durchf\u00fchrung des Projekts sowie die zentralisierte \u00d6ffentlichkeits- und Pressearbeit und die Organisation von Veranstaltungen und Workshops.<br \/>\nIm AP 2: \u201eKlimabildung\/Bildung f\u00fcr nachhaltige Entwicklung\u201c wurden didaktische Ans\u00e4tze, Methoden und Tools betrachtet, ausgearbeitet und in die Konzeption und Entwicklung des Serious Games integriert, die den Wissens- und Kompetenzaufbau der Nutzer:innen des Serios Games u. a. im Rahmen der Klimabildung f\u00f6rdern. Das Ziel von AP 3: \u201eSystem-Modellierung\u201c war die Modellierung schweinehaltender Produktionssysteme und zugeh\u00f6riger Einflussfaktoren hinsichtlich des Stickstoff-Emissionsgeschehens zur Identifikation, Darstellung und Wichtung von Potentialen und Herausforderungen, um Wirkmechanismen abzubilden und Handlungsempfehlungen zu erarbeiten. Im AP 4: \u201eEntwicklung eines Prototyps des Serious Games\u201c wurden die in den anderen APs erarbeiteten Inhalte zusammengef\u00fchrt und als Softwareprodukt implementiert. Dies umfasste neben der Entwicklung einer geeigneten Programmarchitektur die Einbettung der mathematischen Modelle aus dem AP 3 sowie den Aufbau koh\u00e4renter grafischer Darstellungskonzepte und Narrative.<br \/>\n\u00dcber AP 5: \u201eGesch\u00e4ftsmodelle f\u00fcr eine klimaoptimierte und ressourcenleichte Landwirtschaft\u201c erfolgte eine kontinuierliche fachliche Begleitung und Beratung der Spielentwicklung hinsichtlich der Methoden Co-Creation und Reallabor. In AP 5 wurde zur Exploration von Ideen f\u00fcr neue klimaoptimierte Gesch\u00e4ftsmodelle zudem ein Co-Creation Workshop mit dem Titel &#8220;Nachhaltige Landwirtschaft im Oldenburger M\u00fcnsterland: Neue Gesch\u00e4ftsmodelle f\u00fcr den landwirtschaftlichen Betrieb&#8221; durchgef\u00fchrt.<br \/>\nDie Zusammenarbeit erfolgte in w\u00f6chentlichen sowie bedarfsorientierten Arbeitsgruppentreffen und \u00fcber monatliche Konsortialtreffen, bei denen entwickelte Konzepte und Ergebnisse pr\u00e4sentiert und grundlegende und strategische Entscheidungen gemeinsam diskutiert wurden. In Workshops mit Expert:innen und potentiellen Nutzer:innen wurden die Projektergebnisse vorgestellt und Nutzerfeedback f\u00fcr die weitere Entwicklung gesammelt.<\/p>\n<p>Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n<p>Ergebnis des Projekts ist der Prototyp eines Serious Games, der Spieler:innen im Tutorial-Charakter an Funktionsweisen und Steuerung des Programms heranf\u00fchrt. Das Spielkonzept umfasst die gef\u00fchrten Besuche zweier schweinehaltenden Betriebe im Oldenburger M\u00fcnsterland, um dort \u00fcber simulierte Gespr\u00e4che mit Betriebsangeh\u00f6rigen Erkenntnisse \u00fcber Wirkmechanismen und Pfadabh\u00e4ngigkeiten in der Schweinemast zu sammeln und \u00f6konomische, soziale und \u00f6kologische bzw. klimatologische Auswirkungen betrieblicher Entscheidungen direkt erfahren zu k\u00f6nnen. Die erste Quest behandelt die Auswirkungen von Anpassungen der Futtergabe auf das Emissionsgeschehen im Betrieb. Die zweite Quest thematisiert die Auswirkung baulicher Ma\u00dfnahmen auf das Emissionsgeschehen. Ein Emissions-Tacho visualisiert dabei die Effekte auf die Emissionen. Weiterf\u00fchrende Inhalte wurden konzeptionell erarbeitet. Diese umfassen unter anderem narrative Elemente und einen Lehr-\/Lernzielkatalog.<br \/>\nAls Grundlage der im Spiel simulierten Produktionsprozesse dient ein Modellsystem f\u00fcr die Schweinemast, das anhand von Sch\u00e4tzgleichungen aus wissenschaftlichen Publikationen entwickelt wurde und mittels verschiedener Eingabeparameter das Wachstum der Schweine und die anfallenden Emissionsmengen im Stall berechnet. Spielende besuchen in der Rolle einer Betriebsberatung Landwirt:innen in der Spielregion, um diese bei der Emissionsreduktion zu unterst\u00fctzen. Als User Interface wird im Spiel ein Smartphone genutzt, \u00fcber welches Spielende etwa im Chat mit Nichtspielercharakteren kommunizieren, in einer Karten-App zu verschiedenen Orten navigieren, in einer Media-App Lernvideos wiedergeben, im Glossar relevante Begriffe nachlesen oder sich Notizen machen k\u00f6nnen. Die Entwicklungsarbeit w\u00e4hrend der Projektlaufzeit verlief grundlegend wie geplant. Bereits fr\u00fch konnten in Workshops erste Ergebnisse zur visuellen Darstellung, narrativen Struktur und Systemmodellierung pr\u00e4sentiert und diskutiert werden. Aufgrund der Einschr\u00e4nkungen zur Zeit der Covid-19-Pandemie erfolgte eine \u00f6ffentliche Vorstellung von PigNPlay auf der EuroTier im November 2022 auf dem Messestand der Universit\u00e4t G\u00f6ttingen. Um das dort gesammelte Nutzerfeedback in der Entwicklung zu ber\u00fccksichtigen und zudem einen Workshop zu alternativen Gesch\u00e4ftsmodellen durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, wurde eine kostenneutrale Verl\u00e4ngerung der Projektlaufzeit um 6 Monate bewilligt. In dieser Zeit wurde der Prototyp entsprechend weiterentwickelt.<\/p>\n<p>\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n<p>&#8211; WEEC: Beitrag CO-CREATING LEARNER-FRIENDLY FEATURES OF A SERIOUS GAME SIMULATING MITIGATION IN PIG-FARMING, ID 253 f\u00fcr den 11th World En-vironmental Education Congress vom 14. bis 18.03.2022.<br \/>\n&#8211; Beitrag auf der Jahrestagung der Gesellschaft f\u00fcr Informatik in der Land, Forst- und Ern\u00e4hrungswirtschaft e.V. (GIL) am 21. und 22.02.2022 mit dem Titel \u201eDigitale Simulation von Konzepten und Handlungsoptionen zur Verminderung von Stickstoffemissionen in der Schweinehaltung: Das Serious Game pigNplay\u201c<br \/>\n&#8211; Postersession auf Kongress der Deutschen Gesellschaft f\u00fcr Erziehungswissenschaften (DGfE), Cluster &#8216;Bildung f\u00fcr Nachhaltige Entwicklung&#8217;, Titel \u201eBildung f\u00fcr nachhaltige Entwicklung und Serious Games. PigNPlay als Beispiel f\u00fcr die co-kreative Entwicklung digitaler Lernmedien&#8221; am 14.03.2022<br \/>\n&#8211; Environmental Game Design Brunch und andere Veranstaltungen auf der Fachkonferenz #SpielKlima 2022 im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE vom 03.-06.05.2022<br \/>\n&#8211; Vortrag &#8220;Serious Game Development for Climate Change Education \u2013 Co-Creating \u201cpigNplay\u201d on Nitrogen Emission Reduction Using a Participatory Living Lab Approach&#8221; auf der European Conference on Educational Research (ECER) vom 1. bis 10. Septem-ber 2022.<br \/>\n&#8211; Einsatz in der Lehre im universit\u00e4ren und berufsbildenden Kontext geplant.<\/p>\n<p>Fazit<\/p>\n<p>Zum Ende des Projektzeitraums liegt wie geplant ein Prototyp des Serious Games PigNPlay vor, das Handlungsoptionen in der Schweinehaltung zur Verminderung von Stickstoffemissionen und zur betrieblichen Anpassung an den Klimawandel spielerisch erlebbar macht.<br \/>\nMit dem vorliegenden Prototyp von PigNPlay wurde die fundierte Basis f\u00fcr weitere Entwicklungen geschaffen. Das Spielkonzept und die Darstellungsweise wurden in Workshops und im Rahmen der EuroTier 2022 von den Nutzenden f\u00fcr positiv und zielf\u00fchrend beurteilt. Die f\u00fcr die Anwendung im Betrieb oder in der Ausbildung relevante Authentizit\u00e4t ist durch die wissenschaftlichen Grundlagen und der zugrundeliegenden Systemmodel-lierung gegeben. Lehr-\/Lernziele f\u00fcr eine weiterf\u00fchrende Entwicklung zum Einsatz im Bildungskontext wurden identifiziert. Die geschaffene Programmarchitektur bietet M\u00f6glichkeiten zur Erweiterung der Spielinhalte und zur Nutzung im Bildungskontext.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Klimaschutz und Ressourcenschonung geh\u00f6ren zu den gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der heutigen Zeit. Insbesondere die Belastung der Umwelt durch reaktive Stickstoffverbindungen steigt in den letzten Jahrzehnten auf globaler Ebene um ein bedenkliches Ma\u00df(1). 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