Praktikum Virtual Tangkap Ulang: Indeks Lincoln

Praktikum virtual tangkap ulang ini membahas metode tangkap-tandai-lepas-tangkap ulang untuk hewan yang berpindah-pindah, seperti yang diajarkan dalam Biologi A-level, IB, dan NSW HSC, serta sebagai pengayaan ekologi GCSE atau IGCSE. Siswa menangkap kutu kayu dengan perangkap sumuran, menandai dan melepaskannya, menunggu satu hari, mengambil sampel kedua, lalu menerapkan indeks Lincoln N = M × n ÷ m. Simulasi mengetahui populasi sebenarnya, sehingga siswa dapat menguji metodenya: mengulang percobaan, mengubah ukuran sampel, lalu melanggar satu asumsi setiap kali dan melihat ke arah mana taksirannya bergeser. Untuk tumbuhan, gunakan praktikum virtual metode kuadrat di tab lain pada simulasi yang sama.

Keterkaitan dengan kurikulum

• AQA A-level Biology 7402, bagian 3.7.4 (populasi dalam ekosistem): menaksir ukuran populasi organisme yang bergerak dengan metode tangkap-tandai-lepas-tangkap ulang, serta asumsi yang dipakai metode ini.
• IB Biology (asesmen pertama 2025), C4.1.4: tangkap-tandai-lepas-tangkap ulang dan indeks Lincoln untuk organisme yang bergerak.
• NSW HSC Biology, Module 4 (Ecosystem Dynamics): menaksir populasi dalam kerja lapangan.

Simulic tidak berafiliasi dengan AQA, International Baccalaureate, maupun NESA dan tidak didukung oleh ketiganya.

Sebelum praktikum (5 menit)

Minta siswa menetapkan prediksi, di kertas atau sebagai pertanyaan 1 pada tautan kelas:

"Beberapa kutu kayu berganti kulit di antara dua pengambilan sampel dan kehilangan tanda catnya. Apakah taksiran indeks Lincoln akan terlalu tinggi, terlalu rendah, atau tetap kira-kira tepat?"

Banyak siswa menjawab "terlalu rendah". Biarkan pertanyaan itu terbuka.

Langkah kerja dalam simulasi

1. Klik tab Tangkap-tandai-tangkap ulang (hewan). Biarkan Hewan pada Kutu kayu, Populasi sebenarnya pada 300, dan Jeda antarsampel pada 1 hari.
2. Jalankan satu percobaan secara manual (M = n = 50): tekan Tangkap dan tandai, Lepaskan, Tunggu 1 hari, dan Tangkap ulang dan hitung. Hitung N dari M, n, dan m.
3. Atur Sampel pertama: M = ke 100 dan Sampel kedua: n = ke 100. Tekan Hapus hasil, lalu 10 percobaan. Catat rerata dan rentangnya dari baris ringkasan.
4. Tekan Hapus hasil, centang Tanda hilang (ganti kulit, cat luntur), lalu tekan 10 percobaan. Catat reratanya, lalu hapus centangnya.
5. Ulangi langkah 4 untuk Kelahiran, kematian, migrasi, Lepas semua di bawah satu kayu, dan Hewan bertanda menghindari perangkap, lalu tertarik ke perangkap. Langgar hanya satu asumsi setiap kali.

Asumsi yang dilanggar	Rerata 10 taksiran	Rentang	Terlalu tinggi, terlalu rendah, atau kira-kira tepat?
Tidak ada
Tanda hilang
Kelahiran, kematian, migrasi
Lepas semua di bawah satu kayu
Menghindari perangkap
Tertarik ke perangkap

Hasil yang diharapkan

Penangkapan bersifat acak, jadi setiap percobaan berbeda. Nilai-nilai ini berasal dari peramban dan dari 5000 rangkaian simulasi berisi 10 percobaan.

• M = n = 50: m sekitar 8. Taksiran tunggal tersebar dari 208 sampai 500 pada 90% percobaan; dua rangkaian 10 percobaan di peramban memberi rerata 324 dan 308.
• M = n = 100: m sekitar 33. Rerata di peramban adalah 296, 297, 300, dan 308; 98% rangkaian simulasi berada antara 279 dan 334.
• Satu asumsi dilanggar (M = n = 100), rerata yang khas:

Asumsi yang dilanggar	Rerata khas	Taksirannya
Tidak ada	304	kira-kira tepat
Tanda hilang	414	terlalu tinggi
Kelahiran, kematian, migrasi	373	terlalu tinggi
Lepas semua di bawah satu kayu	354	terlalu tinggi
Menghindari perangkap	504	terlalu tinggi
Tertarik ke perangkap	210	terlalu rendah

Dengan tanda hilang, rerata di peramban adalah 412, 430, 434, dan 449: 37–50% terlalu tinggi.

Pertanyaan untuk siswa

1. (Prediksi, ditanyakan lagi setelah praktikum) Jika kutu kayu bertanda kehilangan tandanya, apakah taksirannya terlalu tinggi, terlalu rendah, atau kira-kira tepat?
2. Saat membandingkan "tidak ada asumsi yang dilanggar" dengan "tanda hilang", besaran apa yang harus tetap sama?
3. Dengan M = n = 100 dan tanpa asumsi yang dilanggar, berapa rerata 10 taksiran?
4. Dengan tanda hilang, berapa persen rerata taksiran melebihi populasi sebenarnya?
5. Jelaskan mengapa hewan bertanda yang menghindari perangkap membuat taksiran terlalu tinggi.

Jawaban untuk guru: (1) Terlalu tinggi. (2) Jenis hewan, populasi sebenarnya, M, n, dan jeda antarsampel. (3) Terima 260–350; ukuran sebenarnya 300. (4) Terima 15–70%; sebagian besar percobaan memberi 35–50%. (5) Hewan bertanda menghindari perangkap, sehingga sampel kedua berisi lebih sedikit hewan bertanda daripada proporsi sebenarnya. m/n lebih kecil daripada M/N, sehingga N = M × n ÷ m menjadi terlalu besar.

Miskonsepsi umum

• "Makin banyak hewan bertanda yang tertangkap ulang, makin besar populasinya." Justru makin kecil: N turun ketika m naik.
• "Satu percobaan sudah cukup." Dengan M = n = 50, taksiran tunggal berkisar dari sekitar 200 sampai 500. Gunakan rerata dari beberapa ulangan.
• "Sampel kecil tidak masalah asalkan diulang." Dengan M = n = 20, sekitar seperempat percobaan tidak menangkap ulang satu pun hewan bertanda, sehingga N tidak dapat dihitung.

Pengayaan

• Rumus Chapman: dengan M = n = 50, m yang kecil mendorong rerata Lincoln sekitar 9% di atas 300 (326 pada rangkaian simulasi). Menghitung ulang setiap percobaan dengan N = (M + 1)(n + 1)/(m + 1) − 1 membawanya ke 297.
• Rancang sampelnya: cari M dan n terkecil yang membuat ke-10 taksiran berada dalam 20% dari ukuran sebenarnya.

Pertanyaan umum

Bisakah tautan kelas terbuka di layar tangkap-tandai-tangkap ulang?

Bisa. Pada nilai awal tautan, atur Layar ke Tangkap-tandai-tangkap ulang (hewan) dan tetapkan Sampel pertama (M) dan Sampel kedua (n) pada 100. Siswa tetap mencentang kotak Langgar satu asumsi sendiri.

Mengapa siswa saya mendapat jawaban berbeda?

Setiap penangkapan bersifat acak, seperti perangkap sumuran sungguhan, sehingga pertanyaan 3 dan 4 menerima rentang nilai. Kumpulkan rerata seluruh kelas dan bandingkan sebarannya dengan ukuran sebenarnya.

Apakah etika kerja lapangan juga dibahas?

Ya. Catatan di bawah tabel memuat aturan kesejahteraan hewan: tangani hewan dengan lembut, gunakan cat yang tidak beracun, lepaskan hewan di tempat ditangkap, dan periksa perangkap sedikitnya sekali sehari.

Simulasi dan panduan terkait

Pertumbuhan populasi – daya dukung lingkungan Jaring-jaring makanan – menghapus spesies, spesies invasif, dan piramida energi

Untuk kuadrat dan transek, lihat praktikum virtual metode kuadrat; untuk topik lain, lihat ide pelajaran biologi interaktif.