疫情背景下大学生使用虚拟仿真实验平台的行为意愿研究

刘莉莉

（莆田学院 文化与传播学院，福建 莆田 351100）

1 前言

2020 年初暴发的新冠疫情对各行各业造成了巨大的影响。利用网络开展线上教学已成为疫情时期的应急之选。突如其来的疫情改变了传统课堂教学模式，也对高校实践教学提出了挑战。而虚拟仿真实验教学因依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，通过构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象以方便学生在虚拟环境中开展实验[1]，在一定程度上破解了线上实验教学的难题，确保课堂教学“理实一体不打折，技能训练不断线”。但从评价效果来看，虚拟仿真实践教学仍有许多不足。因此，深入探讨疫情背景下大学生使用虚拟仿真实验平台的行为意愿及其影响因子，有助于高校提升线上虚拟教学质量，对深化实验教学改革具有重要的意义。

Davis 于1989 年提出的技术接受模型（Technology Acceptance Model，TAM）是信息技术采纳研究中最具影响的理论之一[2]。该模型把个人接受信息技术的内在影响因子概括为感知有用性、感知易用性、对技术的态度、行为意向和实际使用，并建立起外部变量与这些内部因素间关系的逻辑结构。众多研究表明模型构建时需引入新变量进行扩展，从而了解用户对新技术、新事物的态度和采纳意愿[3]。

2 变量选取与研究模型构建

基于技术接受模型为理论参考依据，在综合前人相关研究的基础上，结合线上虚拟实验教学的特点构建用户接受模型。研究保留感知有用性、感知易用性、行为意向等内生因素，尝试从在线虚拟实验学习的学习者特征、学习平台特征、教师教学层面和社会支持保障层面等，引入影响学生接受在线虚拟教学的外部变量。

在学习者特征方面，主要考虑计算机自我效能这一变量。计算机自我效能是学生对自我是否有能力利用计算机完成任务的自信程度的判断。计算机自我效能感高的学生，其学习动机、热情和努力程度均对线上学习效果具有一定的影响。

在技术特征方面，线上实验课程需要学生主动学习或训练以习得技能。虚拟实验平台的通用性、稳定性、安全性、使用友好度和承载力等直接影响大学生的体验感。若虚拟仿真实验平台的界面设计合理、导航清晰或操作简单，那么学生会认为该平台是易用的。

便利条件被定义为影响个人感知执行任务难易的促成或阻碍因素[4]。受疫情影响，影响大学生线上使用虚拟仿真实验系统的支持性条件，主要包括手机、电脑和平板电脑等。疫情期间，良好安静的上课环境也是自主学习的重要条件。考虑到良好的网络通信条件也是顺利开展在线虚拟仿真学习的先决条件，因此网络通信条件也属于便利条件的保障范围。

在教师教学层面，因线上教学具有时空分离、异步反馈的特点，教师的个人品质及教学风格对学习效果具有较大影响。虚拟的学习环境缺少集中学习的氛围，学生容易受外界环境干扰，学习效果与教师的组织性密切相关。本研究将教师和实验人员的信息素养、实践教学能力、师生交互体验和精力投入等统一归纳为服务质量的考核内容。

沉浸体验是人机交互领域、虚拟仿真领域的重要特性。当大学生在使用虚拟仿真实验系统时陷入沉浸状态时，其注意力会被模拟操作高度吸引，这种沉浸体验感会促使大学生持续使用该技术，进而对使用意向产生影响[5]。

感知有用性是指大学生感知虚拟仿真实验平台有助于其理解知识、提高实践教学技能的程度；感知易用性是指大学生感知使用虚拟仿真实验平台完成任务的难易程度；行为意向是指大学生接受该平台并愿意使用的意愿。许多实证研究已证实TAM 模型中内部固有变量间的关系。综上所述，提出如下假设，并构建大学生使用虚拟仿真实验平台的行为意愿假设模型，如图1 所示。

图1 大学生使用虚拟仿真实验平台的行为意愿模型图

H1:计算机自我效能正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知有用性。

H2:计算机自我效能正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性。

H3:技术特征正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知有用性。

H4:技术特征正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性。

H5:便利条件正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知有用性。

H6:便利条件正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性。

H7:服务质量正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知有用性。

H8:服务质量正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性。

H9:沉浸体验正向影响大学生对虚拟仿真实验平台的行为意向。

H10:大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性正向影响感知有用性。

H11:大学生对虚拟仿真实验平台的感知有用性正向影响行为意向。

H12:大学生对虚拟仿真实验平台的感知易用性正向影响行为意向。

3 研究设计

3.1 问卷设计

为了科学、准确地评估大学生使用虚拟仿真实验平台的行为意愿，研究参考了大量国内外成熟量表，问卷的大部分测量题项均改编为自有文献。问卷采用Likert5 分等级量表对题项进行测量（5=非常同意；4=比较同意；3=中立；2=比较不同意；1=非常不同意）。

3.2 问卷发放与回收

在大规模正式问卷发放前，为保证问卷的内容效度，研究随机邀请了60 位进行线上虚拟仿真实验实训的大学生填写问卷，根据用户的反馈信息并对试测问卷进行项目分析、信效度分析后，对问卷的部分题项进行修改最终形成正式问卷。正式问卷于2021 年5-6 月进行，采用分层随机抽样，选取福建省部分高校虚拟仿真实验教学示范中心（均为省级实验教学示范中心）进行线上虚拟实验项目的学生作为被试者，以纸质和网络形式发放正式问卷395 份，剔除无效问卷后回收有效问卷351 份，有效率为88.9%。对问卷的个人信息模块进行描述性统计分析，其中男女数量所占比例分别为68.1%和31.9%。

4 数据分析

4.1 信度与效度检验

本研究使用SPSS18.0 软件，采用Cronbach’s a 检验量表的信度。如表1 所示，所有变量的a 系数都在0.7 以上，大部分变量的a 系数超过0.8，根据SPSS 检验标准，量表的信度较高，问卷题项具有较高的内在一致性[6]。

表1 信度与收敛效度分析

4.2 测量模型检验

测量模型应符合检验标准，才能保证结构模型的检验有实际意义。本研究使用AMOS20.0 软件，釆用验证性因素分析法对测量模型进行检验，检验内容主要包括收敛效度和区分效度。在收敛效度方面，一般采用平均方差抽取量（AVE）作为评判标准，AVE 的数值越大表示测量指标越能有效反映共同因素构念的潜在特质。由表2 可知，变量的AVE 值介于0.509～0.707 之间，均超过0.5 的临界值，说明各潜在变量能收敛于相应的因子，模型收敛效度较高。在区分效度层面，主要通过比较AVE 的平方根与变量间的相关系数大小进行衡量。由表2 可知，每个变量的AVE 值（对角线上的粗体值）均大于该变量与其他变量的相关系数，说明每个变量的测量问项均能与其他变量的问项区分开来，进一步说明理论模型的变量具有较好的区分效度。

表2 潜在变量相关系数与AVE 平方根

4.3 结构方程模型检验

4.3.1 模型拟合度评价

研究采用结构方程建模（SEM）对假设进行验证。根据相关研究标准，研究采用X2/df、GFI、NFI、IFI、TLI、CFI 和RMSEA 指标对模型的拟合度进行判断。如表3 所示，修正前X2/df 为2.561、RMSEA为0.67、GFI、NFI、IFI、TLI 和CFI 的值均小于0.9，大部分指标未达模型可以适配的标准，因此需要对初始模型进行修正。根据模型修正指标MI（modification index），通过增列误差变量的共变关系的方法进行多次修正最终得到较为理想的拟合模型。修正后，X2/df 为1.993、RMSEA 为0.053、除NFEI略小于0.9 外，GFI、NFI、IFI、TLI 和CFI 的值均超过0.9。综上，修正后模型能与实际数据较好契合，模型整体拟合良好。

表3 模型适配度统计检验结果

4.3.2 路径分析结果

对修正后的结构方程模型进行路径分析，根据AMOS 输出结果，将路径系数和假设检验结果进行整理。从表4 可知，本研究提出的H3、H4、H7、H9、H9、H10、H11、H12、H13 假设得到验证，即技术特征对感知有用性、易用性有显著正向影响；服务质量对感知有用性有显著正向影响；社会影响、沉浸体验均对行为意向有显著正向影响；感知易用性对感知有用性有显著正向影响；感知有用性、易用性均对行为意向有显著正向影响。假设H1、H2、H5、H6、H8 的路径系数未达显著性水平，假设不成立。

表4 结构方程模型路径系数及假设检验结果

5 讨论

站在学习者的角度研究结果显示，学生的计算机自我效能感可显著预测大学生线上虚拟实验平台的易用性感知，但没有通过有用性感知的预测，这说明学生的个人能力依然是影响学习效果和意愿的重要因素。问卷的开放性问题调查同样显示，“网络学习对自觉性要求较高”“在线实验的专业性和难度较强，依靠现有的技能和水平仍难以驾驭该系统实现自主学习”，这说明理工类课程在线实验难以进行，学生在知识理解困难时难以依靠个人能力解决问题。针对疫情下大学生表现出的对线上学习的不适应性、疫情产生的焦虑感和消极情绪等问题，高校和教师应多关注学生的行为状态，帮助大学生树立主动适应环境变化的意识，提升自控能力和自我效能感，培养正确的学业情绪以适应线上学习。

从计算机系统运用方面，技术特征对大学生使用系统的有用性、易用性感知均有正向显著影响，说明大学生普遍认为线上虚拟仿真平台的设计开发质量对线上学习有重要影响。实验平台在线上教学中不卡顿、程序不闪退、能快速呈现内容等，是线上实验教学顺利开展的重要硬件保障。问卷中技术特征观测变量“软件或设备导航清晰”“软件或设备操作直观”“软件或设备仿真效果逼真”的因子荷载系数较高。

站在教师的角度，由教师的个性品质、态度、教学模式和交互反馈等组成的服务质量对大学生使用虚拟仿真实验平台的有用性、易用性感知有显著预测作用。由此可见，教师依然是网络线上课程实施最主要的影响因素。调查问卷观测变量“教师注重与学生互动”“对教师在教学活动中的组织设计较为满意”的因子荷载系数略低，说明大学生对服务质量的期望只得到部分满足，教师在线上实验中还需注重互动，加强对教学活动的组织设计。

针对线上教学普遍存在的课程枯燥无味、对线上教学缺少学习氛围、缺乏实时观测和交流互动、学生学习的积极性难以调动等问题，教师应更多关注教学活动设计，提高实验课程的丰富性和趣味性，创设更加开放的学习情境；针对实验内容理解困难的问题，应为学生提供丰富实用的课程资源，帮助学生掌握技能；共享知识和经验使学生获得更多知识增长的机会；必要时提供课程培训；实施有效的课后管理；开辟可供用户探讨、分享和交流的互动空间等几个方面加强服务管理，促进大学生掌握技能；针对低自我效能用户，教师可通过安排难易适中的学习内容、在虚拟实验中进行口头上的鼓励与支持和创设良好的虚拟学习环境等方面提升效能。线上教学对高校教师在线教学能力提出更高要求，这既需要教师加强自我学习进一步提升，也需要高校加大对教师的培训服务力度。

在条件保障方面，研究结果显示，便利条件对大学生感知实验平台的有用性和易用性的推测均未得到认证。这说明大学生对疫情影响下的在线学习社会保障感知较低。开放问题同样显示，大部分同学反映“在线学习的环境难以保证”“虚拟仿真学习对学习设备要求较高，部分设备不支持”“在线学习需要较高的运营流量”等。在疫情环境下，高校线上实验教学应更注重各种条件保障和社会支持支持。高校应从各方面创设便于用户使用虚拟实验设备的支持性条件，具体包括：加强与通信运营商的合作，强化学习平台的网络保障；为师生线上学习的网络流量问题提供实质性保障；拓宽各类便利性条件的规模和范围，增加虚拟实验中心和虚拟云平台中资源、帮助性文件的获取，实现传统便利和泛在移动便利的并行兼容等。

6 结论

研究结果显示，沉浸体验对大学生的行为意向有显著正向影响，说明虚拟仿真平台对实验的模拟较好，平台的高沉浸体验感容易激发学生的兴趣进而影响行为意愿。就模型的内生变量而言，感知易用性正向影响感知有用性，感知有用性和感知易用性对大学生线上虚拟实验的行为意愿均有正向显著影响，且感知有用性的影响力更大，这一结果与Davis 等人的研究结论相一致。可见本研究中，TAM模型依然适用，且具有一定的解释力度。同时也说明大学生感知线上虚拟实验平台是有用的，使用它能快速高效建模、模拟实验环境和对象，因此他们使用的意愿会更强；系统易于操作的话，用户更有可能乐于使用并参与其中。

综上所述，本研究基于技术接受的理论模型，对高校学生接受虚拟仿真实验教学的行为问题进行了实证研究，研究提出的部分结论得到验证支持，具有一定的理论与实践意义。受研究条件的限制，研究只选择了福建省部分高校作为抽样样本，样本数据是否能代表整体情况还有待进一步研究；大学生进行虚拟仿真实验教学非短期静态行为，外部变量对接受行为的影响可能受时间影响。但可以看到，虚拟仿真实验平台虽然并不能代替线下实验操作训练，但为疫情影响下的线上实验教学质量保障提供了新的技术手段和强力支撑，也为虚拟仿真中心和平台的建设提供了大量的借鉴意义。