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了解学生在高等教育中使用生成式人工智能:对人工智能属性、行为原因和感知学习表现的 SEM-ANN 分析

了解学生在高等教育中使用生成式人工智能:对人工智能属性、行为原因和感知学习表现的 SEM-ANN 分析 扣子说AI
2026-10-24
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📝 英文题目:Understanding students’ generative AI use in higher education: A SEM-ANN analysis of AI attributes, behavioral reasons, and perceived learning performance

📚 来源期刊:Technology in Society

🗓 发表时间:2026-12

✍ 作者:Mohammed A. Al-Sharafi, Mostafa Al-Emran, Shahla Asadi, Noor Al-Qaysi, Nazrita Ibrahim, Omid Ameri Sianaki

🏆 期刊等级:SSCI Q1 · JCR Q1 · 中科院 管理学2区 · TOP 管理学TOP · EI检索 · Scopus

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学生天天用生成式 AI 写作业、查资料,可「支持的理由」和「反对的理由」在他们心里到底谁说了算?这篇 Technology in Society(SSCI Q1)的研究用 395 名马来西亚大学生 + 「结构方程 + 神经网络」双引擎分析,给出一个反直觉的答案:支持的理由(它帮我学得更快更好)最能预测态度——神经网络重要度 97.78%,排第一;而反对的理由(怕不准、怕削弱批判性思维、怕有门槛)对态度几乎没有影响。整条链路是:AI 越有「类人感」(像人、有生气、聪明)→ 态度越好 → 用得越多 → 自评学习表现越好。

—— 扣子论文带读

📌 本文看点

01

AI 属性

02

行为推理

03

生成式 AI

01

BACKGROUND

研究背景

问题提出

生成式 AI 正在给高等教育提供个性化学习支持,但「学生为什么用」的机制没讲透:① 传统技术采纳研究要么只看通用因素(有用性/易用性),要么只看功能属性,很少把 AI 特有的「类人知觉属性」——像不像人(拟人化)、有没有生气(生命感)、聪不聪明(智能感)——纳入进来;

② 行为推理理论(BRT)主张人做事前会自己生成「支持的理由」和「反对的理由」,但这两类理由在生成式 AI 场景里是否对称地塑造态度,没人检验过;

③ 多数研究停在「使用意向」,没人把「类人属性 + 行为理由 → 态度 → 实际使用 → 自评学习表现」整条链在一个框架里接起来。

难点剖析

难点有三:① 构念要分得开——拟人化(赋予人形/人的特质)、生命感(有生命般的互动感,不要求长得像人)、智能感(对理解、推理、情境应变能力的主观评估),三者是心理学上相邻但不同的知觉,必须证明区分效度,否则全是「感觉 AI 很像人」的重复测量;

② 要同时回答「解释」与「预测」两个问题——SEM 擅长检验理论路径,但线性假设可能漏掉非线性模式与相对权重差异,需要 ANN 做非线性补充并互相印证;

③ 「使用」与「学习表现」都是自评,横截面设计要防共同方法偏差,且只能谈关联不能谈因果。

理论脉络

理论地基两块:① 行为推理理论(BRT)——行为的近端驱动是「理由」:人先为自己生成支持/反对某行为的理由,理由塑造态度,态度再驱动行为;BRT 的独特之处是把正反两类理由放进同一个框架,并允许它们不对称地起作用;

② CASA 拟人化研究谱系——Nass & Moon 的「计算机是社会行动者」视 perspective 加上 Bartneck 等的 godspeed 测量传统(拟人化、生命感、智能感三维度正出自这一脉),说明人会不自觉地把社会线索套用到交互对象上。本文把两者接起来:AI 的类人属性是学生形成态度的知觉底座,BRT 的理由是评价层,态度再串起使用与学习表现。


02

METHOD

研究方法

理论模型

研究模型(见模型图):五个前因 → 态度 → 自报生成式 AI 使用 → 自评学习表现。前因:感知拟人化(H1)、感知生命感(H2)、感知智能感(H3)、采纳的支持理由(H4)、采纳的反对理由(H5);态度 → 自报使用(H6);自报使用 → 自评学习表现(H7)。生成式 AI 按通用工具界定(不限于某一平台),受访者须有学术用途使用经验。

研究假设

H1:生成式 AI 的感知拟人化与学生对它的态度正相关。 H2:生成式 AI 的感知生命感与学生对它的态度正相关。 H3:生成式 AI 的感知智能感与学生对它的态度正相关。 H4:采纳的支持理由与使用态度正相关。 H5:采纳的反对理由与使用态度负相关。 H6:更积极的态度与更高的自报生成式 AI 使用相关。 H7:自报生成式 AI 使用与自评学习表现正相关。

分析策略

两阶段混合设计。

① PLS-SEM(5000 次 bootstrap):先评估测量模型(内部一致性、聚合效度、HTMT 区分效度),再检验 7 条结构路径,报告 f² 效应量、R² 与 PLSpredict 样本外预测力(Q²predict,并与线性基准 LM 模型比较 RMSE)。

② 人工神经网络(ANN):对态度的多前因模型做非线性补充——多层感知机架构,10 折交叉验证(每折 90% 训练 / 10% 测试)评估预测稳定性、防过拟合,输出各前因的归一化重要度与排序,再与 PLS-SEM 的排序做一致性对照。分工:SEM 管「路径是否显著、方向对不对」,ANN 管「非线性条件下谁更重要、两种方法是否指向同一结论」。


03

DESIGN

实验设计

数据收集

马来西亚大学生在线问卷调查。目标人群:用过生成式 AI 做学术活动的马来西亚高校学生;因无现成抽样框,采用目的性非概率抽样(不按学校、公私立、学科做比例配额);问卷开头设筛选题确认「熟悉生成式 AI 且有使用经验」。有效样本 395 人。

研究样本

N=395 名马来西亚大学生:女性 57.47%、男性 42.53%;18–24 岁 47.09%、25–34 岁 34.43%、35–45 岁 15.44%;学历以本科为主(46.84%),硕士 28.86%、博士 10.89%;年级以大二(31.14%)、大三(27.09%)为主。全部有生成式 AI 使用经验:常用 45.06%、自称熟练/专家 32.91%、用过几次 22.03%;使用频率每周 51.40%、每天 17.47%、每月 24.55%。

测量工具

全部构念为反映型测量(题项载荷均 >0.70):感知拟人化、感知生命感、感知智能感(Bartneck 等 godspeed 测量传统);采纳的支持理由与反对理由(BRT 测量传统);态度;自报生成式 AI 使用;自评学习表现。性别、年龄、学历、年级等仅作样本画像描述,不进结构路径。


04

RESULTS

结果与分析

信效度检验

测量质量:所有构念 Cronbach‘s α 与 CR 均 >0.70;题项载荷全部 >0.70;AVE 全部 >0.50(聚合效度达标);HTMT 全部 <0.90(区分效度达标),交叉载荷提供旁证。解释力:态度 R²=64.7%、自报使用 R²=48.0%、自评学习表现 R²=24.9%。样本外预测(PLSpredict):态度 Q²predict=0.636、使用 0.521、学习表现 0.205,且 PLS-SEM 的 RMSE 优于线性基准——预测力不是过拟合的产物。

假设检验

路径系数(PLS-SEM,5000 bootstrap):

H1 支持:拟人化 → 态度 β=0.235(p<0.001, f²=0.074)。

H2 支持:生命感 → 态度 β=0.265(p<0.001, f²=0.096)。

H3 支持:智能感 → 态度 β=0.204(p<0.001, f²=0.055)。

H4 支持:支持理由 → 态度 β=0.300(p<0.001, f²=0.135)——七条路径里效应量最大。

H5 不支持:反对理由 → 态度 β=−0.067(p=0.083, n.s.)——顾虑(准确性、批判性思维退化、技术门槛)没有显著转化为更差的态度。

H6 支持:态度 → 自报使用 β=0.693(p<0.001, f²=0.923,全模型最强路径)。

H7 支持:自报使用 → 自评学习表现 β=0.499(p<0.001, f²=0.332)。

七条中六条成立。ANN 补充(10 折交叉验证):态度预测因子的归一化重要度——支持理由 97.78%(第 1)> 生命感 78.31%(第 2)> 智能感 67.42%(第 3)> 拟人化 65.56%(第 4)。与 PLS 排序前两位完全一致,后两位互换(拟人化 PLS 第 3 / ANN 第 4;智能感 PLS 第 4 / ANN 第 3)——两种方法大方向互相印证,同时提示拟人化与智能感的相对权重存在非线性成分。


05

CONCLUSION

总体结论

研究结论

核心发现是「理由的不对称性」:在已经有真实使用经验的学生里,支持的理由(感知到的学习价值)主导态度——神经网络重要度 97.78% 排第一;反对的理由(怕不准、怕削弱批判性思维、怕技术门槛)对态度几乎没有统计影响。作者的解释:老用户早已发展出「绕开毛病」的使用策略,且当学术收益大于感知风险时,人会容忍已知缺陷——支持与反对的理由并不是等量反向的两股力,这为 BRT 划出了一个潜在边界条件。另一条主线:AI 的类人属性集体抬高态度(其中生命感最强 β=0.265),态度 → 使用的路径极强(β=0.693),使用再连到自评学习表现(β=0.499)。给教育者与产品方的提示:想让 AI 用出学习效果,光讲功能没用,要在「感知学习价值」上做文章——让学生真的体验到它帮自己学到了东西;同时,拟人化的对话体验会系统性抬升好感。边界提醒:这是自评 + 横截面数据,只谈关联不谈因果;H5 不显著不等于风险不重要,作者也明说了这点。

研究局限

① 横截面 + 自评数据——只能谈关联不能谈因果;使用与学习表现均为自我报告,存在共同方法偏差与社会期许偏差风险;

② 目的性非概率抽样,代表性受限,且仅限马来西亚一国,向其他文化/教育制度/普及度不同的地区外推需谨慎;

③ 筛选条件要求有使用经验,样本中常用/专家用户占近八成——这可能正是 H5 不显著的原因之一(老用户耐受缺陷),对新手群体的结论可能不同;

④ 「生成式 AI」按整体界定、未区分具体平台,不同工具的属性差异被平均掉了;

⑤ 自评学习表现不等于客观学业成绩,两者可能不一致。

未来展望

跨国比较(发达 vs 发展中教育体系);纵向或实验设计确证因果(如操纵拟人化/生命感线索测态度变化);用客观学习结果(成绩、作业质量)替代自评;按具体平台/工具细分比较;检验「使用经验水平」是否调节反对理由的作用(H5 的边界条件);扩展 BRT 纳入更多 AI 特定知觉属性与非线性建模——作者已示范 SEM+ANN 组合的方法论价值。

金句

反对的理由拦不住用 AI 的心——对已经用上手的学生来说,支持的理由一个人说了算。

— 研究模型图

📄 摘要原文

Generative Artificial Intelligence (AI) tools can support personalized educational experiences. However, limited understanding remains of how AI-specific human-like attributes and behavioral reasoning mechanisms jointly relate to students‘ attitudes, self-reported Generative AI use, and perceived learning performance. To address this gap, this research integrates Behavioral Reasoning Theory (BRT) with key AI characteristics (perceived anthropomorphism, animacy, and intelligence) to examine students’ attitudes towards Generative AI and their association with perceived learning performance. Data were collected from 395 students who reported using Generative AI tools for academic activities. The study examined Generative AI broadly rather than a specific platform. Data were analyzed using a hybrid Structural Equation Modeling-Artificial Neural Network (SEM-ANN) approach. The results indicated that perceived anthropomorphism, animacy, intelligence, and reasons for adoption were positively associated with students‘ attitudes, whereas reasons against adoption were not significantly associated with attitude. Self-reported Generative AI use was positively associated with students’ perceived learning performance. The ANN analysis ranked reasons for adoption as the most important predictor of students‘ attitudes, with a normalized importance of 97.78%. The model explained 64.7% of the variance in students’ attitudes, 48% in self-reported Generative AI use, and 24.9% in perceived learning performance. This study contributes theoretically by extending conventional technology adoption research through integrating behavioral reasoning and AI-specific perception factors within the educational context.

📎 阅读原文:DOI: 10.1016/j.techsoc.2026.103581


END

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