2013年5月26日

科學探究軟體-FrogPond

最近玩很多科學探究的模擬軟體,這裡再來介紹一個,叫做FrogPond
http://faculty.washington.edu/herronjc/SoftwareFolder/FrogPond.html
是一位大學教授開發的,檔案是免安裝的exe檔,就算是Linux系統也可以用wine執行。


操作也很簡單,進入軟體之後,就會先問你要用哪個場景,這有四個隨你選,每個場景的狀況不同,遊戲的目的是要找出青蛙畸形的原因是什麼。

左邊是野外的池塘,有Top Pond和Bottom Pond,右邊則有四個可供實驗的實驗池。左邊池塘裡的青蛙,有蝌蚪型態,也有成體的。紅色代表寄生蟲,知道青蛙的狀況為何,用滑鼠點一下綠點就可以知道。

你可以把野外的青蛙抓回四個實驗池,它就像燒杯一樣,是讓你作實驗的池子。每池上面的空格是讓你打標籤的,例如你可能抓一池畸形的,和一池正常的,你就可以把「畸形」和「正常」打進標籤裡頭。

這裡的青蛙不分公母,只要兩隻重疊在一起就可生出蝌蚪,牠們也有壽命,會生也會死。野外的池子和實驗池都有最大負荷量的限制。

場景一到場景四,青蛙畸形的原因都不同,但我這裡不會透露答案。

你在計算青蛙畸形數目時,除了一隻隻慢慢算,也可以用 Tools的 Sample來抽樣調查,你可以決定要抽樣幾次。若是抽樣20次,就是抓一隻紀錄之後,再丟回去,連續20次。雖然青蛙只有85隻,不過你可以抽樣數萬次,但程式執行會delay 。

雖然這是模擬遊戲,但算是真實事件改編,青蛙多一條腿的新聞最近幾年常常可以看見。學生們操作這個,就是在模擬科學家作的事情,必須進行實驗設計,用最有力的數據來證明到底青蛙畸形是什麼原因。我在學生活動時,會去訪問他們「你憑什麼證據,提出主張?」,這就是論證。



以下是我翻譯的活動單內容,大家參考一下。

FrogPond
1.          場景1 (scenario 1) 的上下池塘畸形的比例有多少?你覺得兩個池塘之間畸形的比例是否有差異?
上池塘(Top Pond)畸形率:

下池塘(Bottom Pond)畸形率:

畸形率是否有差異?


2.          在上下兩池塘畸形率有差異的場景中,提出一個實驗(可用圖來表示)找出畸形發生的原因?(寄生蟲、基因,或是兩者互相的影響)。請寫出你的假設,以及做實驗的方法,以及得到什麼結果與結論。
假設


實驗方法


結果



結論



3.          玩玩場景4,請判斷出這個場景中畸形發生的原因是什麼嗎?而且兩個池塘的畸形率為什麼不同?
畸形發生原因

上下池塘畸形率
不同的原因




FrogPond進階挑戰
1.          重新啟動場景1,在這個場景中畸形是因為單一個基因突變所致,請問導致畸形發生的突變是顯性基因還是隱性基因,你如何做實驗得知?而且你得到什麼數據來證明?




2.          如何估計池塘中突變的等位基因頻率為何?請說明你會怎麼做?

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