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(diào)查，運用統(tǒng)計學原理和SPSS軟件對調(diào)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(shù)檢驗;數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)學計算、處理大量數(shù)據(jù)、幫助理解數(shù)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(diào)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(diào)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(diào)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(shù)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(shù)學軟件的興趣、數(shù)學知識在生活中的應用……。問卷二，針對學生現(xiàn)有數(shù)學基礎內(nèi)容進行調(diào)查，如分數(shù)加法、極限運算、導數(shù)運算（3x2）'。初步分析問卷得出，92.47%的學生僅在中學數(shù)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(diào)查問卷結果的詳細分析如下（全文數(shù)據(jù)均使用SPSS軟件完成計算）。

（一）問卷的效度和信度分析

本次調(diào)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(shù)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(diào)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)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(diào)查結果分析

問卷二，分別從分數(shù)加法運算、極限運算、導數(shù)運算（3x2）'三個方面考查學生的基礎計算能力，調(diào)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(shù)的加法運算，但對極限運算、導數(shù)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(shù)學符號。

根據(jù)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(shù)學基礎運算較為薄弱，對科學計算工具的認知匱乏，對數(shù)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(shù)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(shù)學應用相關內(nèi)容，使科學計算工具發(fā)揮其最大效果。在完成基本數(shù)學知識教學的基礎上，逐步將高等數(shù)學的教與學由“夠用”轉化為“實用”。數(shù)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(nèi)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(shù)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.