疫情背景下大學生使用虛擬仿真實驗平臺的行為意愿研究

劉莉莉

（莆田學院 文化與傳播學院，福建 莆田 351100）

1 前言

2020 年初暴發的新冠疫情對各行各業造成了巨大的影響。利用網絡開展線上教學已成為疫情時期的應急之選。突如其來的疫情改變了傳統課堂教學模式，也對高校實踐教學提出了挑戰。而虛擬仿真實驗教學因依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術，通過構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象以方便學生在虛擬環境中開展實驗[1]，在一定程度上破解了線上實驗教學的難題，確保課堂教學“理實一體不打折，技能訓練不斷線”。但從評價效果來看，虛擬仿真實踐教學仍有許多不足。因此，深入探討疫情背景下大學生使用虛擬仿真實驗平臺的行為意愿及其影響因子，有助于高校提升線上虛擬教學質量，對深化實驗教學改革具有重要的意義。

Davis 于1989 年提出的技術接受模型（Technology Acceptance Model，TAM）是信息技術采納研究中最具影響的理論之一[2]。該模型把個人接受信息技術的內在影響因子概括為感知有用性、感知易用性、對技術的態度、行為意向和實際使用，并建立起外部變量與這些內部因素間關系的邏輯結構。眾多研究表明模型構建時需引入新變量進行擴展，從而了解用戶對新技術、新事物的態度和采納意愿[3]。

2 變量選取與研究模型構建

基于技術接受模型為理論參考依據，在綜合前人相關研究的基礎上，結合線上虛擬實驗教學的特點構建用戶接受模型。研究保留感知有用性、感知易用性、行為意向等內生因素，嘗試從在線虛擬實驗學習的學習者特征、學習平臺特征、教師教學層面和社會支持保障層面等，引入影響學生接受在線虛擬教學的外部變量。

在學習者特征方面，主要考慮計算機自我效能這一變量。計算機自我效能是學生對自我是否有能力利用計算機完成任務的自信程度的判斷。計算機自我效能感高的學生，其學習動機、熱情和努力程度均對線上學習效果具有一定的影響。

在技術特征方面，線上實驗課程需要學生主動學習或訓練以習得技能。虛擬實驗平臺的通用性、穩定性、安全性、使用友好度和承載力等直接影響大學生的體驗感。若虛擬仿真實驗平臺的界面設計合理、導航清晰或操作簡單，那么學生會認為該平臺是易用的。

便利條件被定義為影響個人感知執行任務難易的促成或阻礙因素[4]。受疫情影響，影響大學生線上使用虛擬仿真實驗系統的支持性條件，主要包括手機、電腦和平板電腦等。疫情期間，良好安靜的上課環境也是自主學習的重要條件。考慮到良好的網絡通信條件也是順利開展在線虛擬仿真學習的先決條件，因此網絡通信條件也屬于便利條件的保障范圍。

在教師教學層面，因線上教學具有時空分離、異步反饋的特點，教師的個人品質及教學風格對學習效果具有較大影響。虛擬的學習環境缺少集中學習的氛圍，學生容易受外界環境干擾，學習效果與教師的組織性密切相關。本研究將教師和實驗人員的信息素養、實踐教學能力、師生交互體驗和精力投入等統一歸納為服務質量的考核內容。

沉浸體驗是人機交互領域、虛擬仿真領域的重要特性。當大學生在使用虛擬仿真實驗系統時陷入沉浸狀態時，其注意力會被模擬操作高度吸引，這種沉浸體驗感會促使大學生持續使用該技術，進而對使用意向產生影響[5]。

感知有用性是指大學生感知虛擬仿真實驗平臺有助于其理解知識、提高實踐教學技能的程度；感知易用性是指大學生感知使用虛擬仿真實驗平臺完成任務的難易程度；行為意向是指大學生接受該平臺并愿意使用的意愿。許多實證研究已證實TAM 模型中內部固有變量間的關系。綜上所述，提出如下假設，并構建大學生使用虛擬仿真實驗平臺的行為意愿假設模型，如圖1 所示。

圖1 大學生使用虛擬仿真實驗平臺的行為意愿模型圖

H1:計算機自我效能正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知有用性。

H2:計算機自我效能正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性。

H3:技術特征正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知有用性。

H4:技術特征正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性。

H5:便利條件正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知有用性。

H6:便利條件正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性。

H7:服務質量正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知有用性。

H8:服務質量正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性。

H9:沉浸體驗正向影響大學生對虛擬仿真實驗平臺的行為意向。

H10:大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性正向影響感知有用性。

H11:大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知有用性正向影響行為意向。

H12:大學生對虛擬仿真實驗平臺的感知易用性正向影響行為意向。

3 研究設計

3.1 問卷設計

為了科學、準確地評估大學生使用虛擬仿真實驗平臺的行為意愿，研究參考了大量國內外成熟量表，問卷的大部分測量題項均改編為自有文獻。問卷采用Likert5 分等級量表對題項進行測量（5=非常同意；4=比較同意；3=中立；2=比較不同意；1=非常不同意）。

3.2 問卷發放與回收

在大規模正式問卷發放前，為保證問卷的內容效度，研究隨機邀請了60 位進行線上虛擬仿真實驗實訓的大學生填寫問卷，根據用戶的反饋信息并對試測問卷進行項目分析、信效度分析后，對問卷的部分題項進行修改最終形成正式問卷。正式問卷于2021 年5-6 月進行，采用分層隨機抽樣，選取福建省部分高校虛擬仿真實驗教學示范中心（均為省級實驗教學示范中心）進行線上虛擬實驗項目的學生作為被試者，以紙質和網絡形式發放正式問卷395 份，剔除無效問卷后回收有效問卷351 份，有效率為88.9%。對問卷的個人信息模塊進行描述性統計分析，其中男女數量所占比例分別為68.1%和31.9%。

4 數據分析

4.1 信度與效度檢驗

本研究使用SPSS18.0 軟件，采用Cronbach’s a 檢驗量表的信度。如表1 所示，所有變量的a 系數都在0.7 以上，大部分變量的a 系數超過0.8，根據SPSS 檢驗標準，量表的信度較高，問卷題項具有較高的內在一致性[6]。

表1 信度與收斂效度分析

4.2 測量模型檢驗

測量模型應符合檢驗標準，才能保證結構模型的檢驗有實際意義。本研究使用AMOS20.0 軟件，釆用驗證性因素分析法對測量模型進行檢驗，檢驗內容主要包括收斂效度和區分效度。在收斂效度方面，一般采用平均方差抽取量（AVE）作為評判標準，AVE 的數值越大表示測量指標越能有效反映共同因素構念的潛在特質。由表2 可知，變量的AVE 值介于0.509～0.707 之間，均超過0.5 的臨界值，說明各潛在變量能收斂于相應的因子，模型收斂效度較高。在區分效度層面，主要通過比較AVE 的平方根與變量間的相關系數大小進行衡量。由表2 可知，每個變量的AVE 值（對角線上的粗體值）均大于該變量與其他變量的相關系數，說明每個變量的測量問項均能與其他變量的問項區分開來，進一步說明理論模型的變量具有較好的區分效度。

表2 潛在變量相關系數與AVE 平方根

4.3 結構方程模型檢驗

4.3.1 模型擬合度評價

研究采用結構方程建模（SEM）對假設進行驗證。根據相關研究標準，研究采用X2/df、GFI、NFI、IFI、TLI、CFI 和RMSEA 指標對模型的擬合度進行判斷。如表3 所示，修正前X2/df 為2.561、RMSEA為0.67、GFI、NFI、IFI、TLI 和CFI 的值均小于0.9，大部分指標未達模型可以適配的標準，因此需要對初始模型進行修正。根據模型修正指標MI（modification index），通過增列誤差變量的共變關系的方法進行多次修正最終得到較為理想的擬合模型。修正后，X2/df 為1.993、RMSEA 為0.053、除NFEI略小于0.9 外，GFI、NFI、IFI、TLI 和CFI 的值均超過0.9。綜上，修正后模型能與實際數據較好契合，模型整體擬合良好。

表3 模型適配度統計檢驗結果

4.3.2 路徑分析結果

對修正后的結構方程模型進行路徑分析，根據AMOS 輸出結果，將路徑系數和假設檢驗結果進行整理。從表4 可知，本研究提出的H3、H4、H7、H9、H9、H10、H11、H12、H13 假設得到驗證，即技術特征對感知有用性、易用性有顯著正向影響；服務質量對感知有用性有顯著正向影響；社會影響、沉浸體驗均對行為意向有顯著正向影響；感知易用性對感知有用性有顯著正向影響；感知有用性、易用性均對行為意向有顯著正向影響。假設H1、H2、H5、H6、H8 的路徑系數未達顯著性水平，假設不成立。

表4 結構方程模型路徑系數及假設檢驗結果

5 討論

站在學習者的角度研究結果顯示，學生的計算機自我效能感可顯著預測大學生線上虛擬實驗平臺的易用性感知，但沒有通過有用性感知的預測，這說明學生的個人能力依然是影響學習效果和意愿的重要因素。問卷的開放性問題調查同樣顯示，“網絡學習對自覺性要求較高”“在線實驗的專業性和難度較強，依靠現有的技能和水平仍難以駕馭該系統實現自主學習”，這說明理工類課程在線實驗難以進行，學生在知識理解困難時難以依靠個人能力解決問題。針對疫情下大學生表現出的對線上學習的不適應性、疫情產生的焦慮感和消極情緒等問題，高校和教師應多關注學生的行為狀態，幫助大學生樹立主動適應環境變化的意識，提升自控能力和自我效能感，培養正確的學業情緒以適應線上學習。

從計算機系統運用方面，技術特征對大學生使用系統的有用性、易用性感知均有正向顯著影響，說明大學生普遍認為線上虛擬仿真平臺的設計開發質量對線上學習有重要影響。實驗平臺在線上教學中不卡頓、程序不閃退、能快速呈現內容等，是線上實驗教學順利開展的重要硬件保障。問卷中技術特征觀測變量“軟件或設備導航清晰”“軟件或設備操作直觀”“軟件或設備仿真效果逼真”的因子荷載系數較高。

站在教師的角度，由教師的個性品質、態度、教學模式和交互反饋等組成的服務質量對大學生使用虛擬仿真實驗平臺的有用性、易用性感知有顯著預測作用。由此可見，教師依然是網絡線上課程實施最主要的影響因素。調查問卷觀測變量“教師注重與學生互動”“對教師在教學活動中的組織設計較為滿意”的因子荷載系數略低，說明大學生對服務質量的期望只得到部分滿足，教師在線上實驗中還需注重互動，加強對教學活動的組織設計。

針對線上教學普遍存在的課程枯燥無味、對線上教學缺少學習氛圍、缺乏實時觀測和交流互動、學生學習的積極性難以調動等問題，教師應更多關注教學活動設計，提高實驗課程的豐富性和趣味性，創設更加開放的學習情境；針對實驗內容理解困難的問題，應為學生提供豐富實用的課程資源，幫助學生掌握技能；共享知識和經驗使學生獲得更多知識增長的機會；必要時提供課程培訓；實施有效的課后管理；開辟可供用戶探討、分享和交流的互動空間等幾個方面加強服務管理，促進大學生掌握技能；針對低自我效能用戶，教師可通過安排難易適中的學習內容、在虛擬實驗中進行口頭上的鼓勵與支持和創設良好的虛擬學習環境等方面提升效能。線上教學對高校教師在線教學能力提出更高要求，這既需要教師加強自我學習進一步提升，也需要高校加大對教師的培訓服務力度。

在條件保障方面，研究結果顯示，便利條件對大學生感知實驗平臺的有用性和易用性的推測均未得到認證。這說明大學生對疫情影響下的在線學習社會保障感知較低。開放問題同樣顯示，大部分同學反映“在線學習的環境難以保證”“虛擬仿真學習對學習設備要求較高，部分設備不支持”“在線學習需要較高的運營流量”等。在疫情環境下，高校線上實驗教學應更注重各種條件保障和社會支持支持。高校應從各方面創設便于用戶使用虛擬實驗設備的支持性條件，具體包括：加強與通信運營商的合作，強化學習平臺的網絡保障；為師生線上學習的網絡流量問題提供實質性保障；拓寬各類便利性條件的規模和范圍，增加虛擬實驗中心和虛擬云平臺中資源、幫助性文件的獲取，實現傳統便利和泛在移動便利的并行兼容等。

6 結論

研究結果顯示，沉浸體驗對大學生的行為意向有顯著正向影響，說明虛擬仿真平臺對實驗的模擬較好，平臺的高沉浸體驗感容易激發學生的興趣進而影響行為意愿。就模型的內生變量而言，感知易用性正向影響感知有用性，感知有用性和感知易用性對大學生線上虛擬實驗的行為意愿均有正向顯著影響，且感知有用性的影響力更大，這一結果與Davis 等人的研究結論相一致。可見本研究中，TAM模型依然適用，且具有一定的解釋力度。同時也說明大學生感知線上虛擬實驗平臺是有用的，使用它能快速高效建模、模擬實驗環境和對象，因此他們使用的意愿會更強；系統易于操作的話，用戶更有可能樂于使用并參與其中。

綜上所述，本研究基于技術接受的理論模型，對高校學生接受虛擬仿真實驗教學的行為問題進行了實證研究，研究提出的部分結論得到驗證支持，具有一定的理論與實踐意義。受研究條件的限制，研究只選擇了福建省部分高校作為抽樣樣本，樣本數據是否能代表整體情況還有待進一步研究；大學生進行虛擬仿真實驗教學非短期靜態行為，外部變量對接受行為的影響可能受時間影響。但可以看到，虛擬仿真實驗平臺雖然并不能代替線下實驗操作訓練，但為疫情影響下的線上實驗教學質量保障提供了新的技術手段和強力支撐，也為虛擬仿真中心和平臺的建設提供了大量的借鑒意義。