宋劍萍 李潔瓊

摘 要：隨著信息化時代的到來，科學計算工具已在各行各業(yè)普及。文章針對西安職業(yè)技術學院2018級建工系、電子系新生開展《高職學生科學計算工具認知現(xiàn)狀》問卷調查，運用統(tǒng)計學原理和SPSS軟件對調查問卷的效度和信度以及問卷的結果進行分析，得出在高職階段開設科學計算工具相關課程是學生的迫切需要。

關鍵詞：科學計算工具;效度;信度;T檢驗;非參數檢驗;數學軟件

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-02-27 文章編號：1674-120X（2019）11-0125-02

一、高職學生科學計算工具認知情況分析

科學計算即是數值計算，是指應用計算機處理科學研究和工程技術中所遇到的數學計算?？茖W計算工具是指能夠解決生活、工作、科研和工程中計算問題相關的計算機硬件和軟件[1]。數學課程中常見的科學計算工具有科學計算器、計算機、Excel、幾何畫板、Matlab、Lingo、SPSS等。高職學生在中學階段雖然接觸過科學計算器、計算機、Excel、幾何畫板軟件，但使用不多，造成學生未能認識到科學計算工具是一種簡化數學計算、處理大量數據、幫助理解數學概念的簡便有效手段。

二、高職學生科學計算工具認知現(xiàn)狀調查問卷分析

為進一步掌握高職大一新生對科學計算工具的認知現(xiàn)狀，筆者針對西安職業(yè)技術學院2018級電子系、建工系新生，設計了一份《高職學生科學計算工具認知現(xiàn)狀》調查問卷。該問卷分為兩個子問卷。問卷一采用Likert五級量表設計，從對科學計算工具的認識情況（維度1）、使用情況（維度2）、興趣（維度3）及必要性（維度4）四個維度對學生進行調查。每個維度下都設置了10個以上的問題項，如中學所在地、高考數學成績、性別、文理分科、是否聽說過科學計算器、是否使用過科學計算器、是否見過幾何畫板軟件、是否使用過幾何畫板軟件、對數學軟件的興趣、數學知識在生活中的應用……。問卷二，針對學生現(xiàn)有數學基礎內容進行調查，如分數加法、極限運算、導數運算（3x2）'。初步分析問卷得出，92.47%的學生僅在中學數學課堂上見過老師對幾何畫板等科學計算工具的使用，而學生本人很少或從未實際操作過。調查問卷結果的詳細分析如下（全文數據均使用SPSS軟件完成計算）。

（一）問卷的效度和信度分析

本次調查問卷共發(fā)放471份，實際回收471份，其中有效問卷445份，有效問卷率94.48%。首先對問卷進行KMO效度檢驗和信度檢驗。

從表1看出，KMO=0.902>0.85，說明這份問卷的設計科學合理，適合做因素分析。

從表2看出，問卷的分量信度系數均在0.800以上，說明問卷的測量結果是可信的。

（二）問卷一的調查結果因素分析

用獨立樣本T檢驗分別從性別、文理分科等兩個方面對科學計算工具的認識情況、使用情況、興趣及必要性四個維度進行比較分析。因性別對維度1、維度2的T檢驗不滿足方差齊性，故用非參數檢驗進行分析[2]。結果如表3、表4、表5所示。

表3顯示，兩個維度的P值分別為0.054、0.005。對科學計算工具的認知在性別方面無顯著差異，對科學計算工具的使用在性別方面有顯著差異，這與多數男生喜歡并參與電腦游戲有關。

表4顯示，兩個維度的P均小于0.050。這說明以上兩個維度在性別方面有顯著差異，男女性別對科學計算工具的興趣、普及必要性的認識不同，有明顯差別。

表5顯示，四個維度的P均小于0.050。四個維度在文理分科方面有顯著差異。即文科生、理科生對科學計算工具的認識、使用、興趣、普及必要性的認識不同，有明顯差別。

因高考成績對維度1、維度2、維度3、維度4的單因素方差分析不滿足方差齊性，故用非參數檢驗進行分析。結果如表6所示。

從表6中的P值可以得到：對科學計算工具的認識和使用情況在高考成績方面無顯著差異，對科學計算工具的興趣、普及必要性在高考成績方面有顯著差異。即高考成績并不影響學生對科學計算工具的認識和使用情況，但影響學生對科學計算工具的興趣和普及必要性的認識。

對不同生源地學生對科學計算工具的維度1認識情況、維度2使用情況做單因素方差分析。結果如表7、表8所示。

表7中的顯著性數據說明，在維度1認識情況方面，生源地來自縣城與生源地來自地級市無顯著差異，生源地來自縣城與生源地來自省會城市有顯著差異，生源地來自地級市與生源地來自省會市無顯著差異。

表8所示，在維度2使用情況方面，生源地來自縣城與生源地來自地級市有顯著差異，生源地來自縣城與生源地來自省會城市有顯著差異，生源地來自地級市與生源地來自省會市無顯著差異。

（三）問卷二的調查結果分析

問卷二，分別從分數加法運算、極限運算、導數運算（3x2）'三個方面考查學生的基礎計算能力，調查結果如表9、表10、表11所示。

綜上可得出，大部分學生能掌握分數的加法運算，但對極限運算、導數運算掌握不佳，甚至可能在高中學習過后仍看不懂或無法理解這些數學符號。

根據此次問卷結果分析可知，西安職業(yè)技術學院電子系、建工系高職學生數學基礎運算較為薄弱，對科學計算工具的認知匱乏，對數學是解決實際問題、專業(yè)問題的工具這一認識不夠深刻，對數學的認知仍然停留在機械計算上。故而我們在日常教學中除了將計算機作為教學輔助手段外，還應增加部分“專業(yè)案例”等數學應用相關內容，使科學計算工具發(fā)揮其最大效果。在完成基本數學知識教學的基礎上，逐步將高等數學的教與學由“夠用”轉化為“實用”。數學實驗等課程在培養(yǎng)學生科學計算能力、普及科學計算工具上有不可替代的作用[3]。

參考文獻：

[1]陳懷深.國內外在大學科學計算工具上的差距——論科學計算與教學質量的關系[J].中國電子教育，2008（1）：43-47，70.

[2]武 松，潘發(fā)明.SPSS統(tǒng)計分析大全[M].北京：清華大學出版社，2014.

[3]白峰杉，蔡大用，蔣建民.加強數學實驗環(huán)節(jié)建設培養(yǎng)學生科學計算能力和創(chuàng)新意識[J].教學與教材研究，1996（3）：14-16.