原文引用Lee, YF., Hwang, GJ. Chen, PY. Impacts of an AI-basedchabot on college students’ after-class review, academic performance, self-efficacy, learning attitude, and motivation.Education Tech Research Dev70, 1843–1865 (2022).下载链接https://doi.org/10.1007/s11423-022-10142-8基于人工智能的聊天机器人对大学生课后复习、学业成绩、自我效能感、学习态度与学习动机的影响一、概念解析1.自我效能感Self-efficacy这是由心理学家班杜拉提出的心理学概念特指个体主观上对自身能否成功完成某项任务、应对相应挑战、达成预设目标的能力判断与信心程度。2.泛在学习Ubiquitous learning一种不受时间、空间、设备限制的新型学习模式学习者可以随时随地获取学习资源、开展学习互动。依托移动终端与智能工具学习者不用局限在教室、图书馆等固定场地碎片化时间也能随时答疑、复习、查阅知识打破传统课堂与线下辅导的时空约束实现学习行为常态化、无边界化。3.建构主义Constructivism核心观点是学习并非学习者被动接收外部灌输的知识而是学习者主动将新获取的信息与自身原有知识储备相结合自主梳理、整合并搭建专属认知体系的过程。4.人机交互Human-computer interaction指人与计算机、智能程序等数字化设备之间开展信息传递、对话沟通的双向互动过程。在教育场景下特指学生借助AI聊天机器人输入文字、发起提问系统依托自然语言处理技术解析需求并给出对应解答双方持续完成问答、案例探讨、知识查询等学习交流形成流畅、即时的双向信息交互。二、摘要1.研究目的本研究为了解决大学生课后复习不敢向教师求助、传统教学缺少即时个性化答疑的教学难题依托建构主义理论将AI聊天机器人应用于公共卫生课程课后复习通过实验探究AI聊天机器人对学生学业成就、自我效能感、学习态度与学习动机的作用效果。2.研究对象台湾北部一所医科大学修读公共卫生课程的大一新生由拥有 15 年以上教龄的同一位教师授课。实验组18 人男 2 人女 16 人课后使用 AI 聊天机器人搭配教材开展复习。对照组20 人男 6 人女 14 人采用传统师生线下答疑 纸质教材复习模式。3.实验结果本研究通过协方差分析发现在控制学生初始学习水平后使用AI聊天机器人辅助课后复习的实验组学业成就、自我效能感、学习态度、学习动机均显著高于采用传统复习方式的对照组说明AI辅助复习能有效改善学生学习效果但仍存在答疑深度不足的缺点适合作为教学辅助手段和传统教学搭配使用。三、研究问题1.使用基于人工智能的聊天机器人进行公共卫生课程复习是否比传统的课后复习更能提升学生的学习成就2.使用基于人工智能的聊天机器人进行公共卫生课程复习是否比传统的课后复习更能提升学生的自我效能感3.使用基于人工智能的聊天机器人进行公共卫生课程复习是否比传统的课后复习更能提升学生的学习态度4.使用基于人工智能的聊天机器人进行公共卫生课程复习是否比传统的课后复习更能提升学生的学习动力四、研究设计1.实验工具1AI 聊天工具管家 LINE 小程序搭载 T-BERT 自然语言处理模型内置 91 种传染病专业数据库它支持流行病资讯实时推送、学生问题自动答疑配套课后复习任务单2量化测量量表学习动机量表5 点李克特α0.79、学习态度量表5 点李克特α0.88、自我效能感量表5 点李克特α0.903学业测评工具公共卫生传染病单元前后测试卷4质性调研工具包含 7 道固定问题的半结构化访谈提纲。2.实验对象研究对象为台湾北部一所医科大学修读公共卫生课程的大一新生分为两组实验组 18 人2 男 16 女采用 AI 聊天机器人辅助课后复习对照组 20 人6 男 14 女采用传统师生互动复习。两组由拥有 15 年以上教学经验的同一教师授课教师不了解实验研究目的控制无关变量干扰。3.实验方法采用准实验研究法定量数据采用单因素协方差分析ANCOVA以各项前测分数作为协变量消除学生初始水平差异质性研究采用半结构化访谈仅访谈实验组学生对访谈内容编码分析学生主观使用感受。4.实验过程实验流程一共分为六步 研究最开始挑选了两个完整的大一班级让所有学生统一做入学知识测试同时填写三份关于学习状态的问卷记录大家最一开始的学习水平整套测试大概20分钟。接下来两周的课堂学习全部统一安排由同一位有经验的老师上课上课时长、讲课内容完全一样每周两节课一节课50分钟主要讲各类传染病、甲流、登革热相关内容且保证老师不清楚这项实验的研究目的防止讲课时带有偏向性。课堂学习结束后两个班采用不一样的课后复习方式。实验组除了课本之外还能用AI聊天机器人复习碰到机器人解决不了的难题再发邮件问老师而对照组只靠课本复习有不懂的地方线下当面找老师答疑用最常规的方式巩固知识。两周的不同复习结束后两个班级一起参加课后知识测试再次填写三份学习问卷收集对比复习效果的数据。之后对实验组的全部学生进行简单访谈询问他们使用AI复习工具的真实感受整理出AI聊天机器人的好处和不足。 最后把收集到的所有数据整合分析用协方差分析对比两组学生的成绩与学习状态整理访谈内容结合两方面结果得出实验的最终结论。图1 实验过程五、研究结果其中组别1为实验组组别2为对照组1. 学业成就 ANCOVA 结果与分析根据上图独立样本t检验分析显示p0.4760.05学习成就前测不存在显著差异。表1 学习成就后测协方差分析结果测量指标分组样本量原始均值标准差调整后均值学业成绩实验组1866.3310.3965.94对照组2057.4012.3357.75为评估单因素协方差分析ANCOVA的适用性首先开展回归斜率同质性检验检验结果F0.196p0.05满足回归齐性的前提假设。随后正式进行协方差分析将学业成就的前测得分设为协变量后测得分作为因变量检验实验组与对照组的组间差异如表1所示。两组差异均具备统计学意义说明依托 AI 聊天机器人辅助课后复习能够显著提升学生课程考试成绩。2. 自我效能感 ANCOVA 结果与分析表2 自我效能感后测协方差分析结果测量指标分组样本量原始均值标准差调整后均值自我效能感实验组184.150.504.10对照组203.610.383.65同上说明依托 AI 聊天机器人辅助课后复习能够显著提升学生的自我效能感。3. 学习态度 ANCOVA 结果与分析表3 学习态度后测协方差分析结果测量指标分组样本量原始均值标准差调整后均值学习态度实验组184.360.594.29对照组203.670.473.74实验组调整均值 4.29对照组 3.74两组对课程、复习活动的主观接纳度存在显著差距。 传统纸质复习枯燥单一而 AI 聊天机器人搭载实时流行病资讯、图文案例交互形式轻松友好构建以学生为中心的学习环境让学生认可公共卫生课程的实用价值形成主动、积极的学习态度。4. 学习动机 ANCOVA 结果与分析表4 学习动机后测协方差分析结果测量指标分组样本量原始均值标准差调整后均值学习动机实验组184.220.524.12对照组203.670.363.77实验组调整均值 4.12对照组 3.77 说明AI 实现泛在学习相比传统被动复习学生主动探索知识的意愿明显增强。效应量低于其余三项指标说明 AI 对学习动机的提升幅度弱于成绩、自我效能、学习态度。六、结论1.未校正与校正前测基础水平后的均值均显示实验组学生的学业成绩、自我效能感、学习态度、学习动机得分全部高于对照组说明 AI 聊天机器人辅助复习模式对各项学习指标均有正向提升作用。2.控制学生初始学习水平后两组在学业成绩、自我效能感、学习态度上存在极显著差异在学习动机上存在显著差异其中自我效能感的效应量最大提升效果最为突出学习动机提升幅度相对较弱。3.依托 AI 实现低压力人机交互、泛在式随时答疑契合建构主义学习理念能够帮助学生自主梳理知识、消除不敢提问的心理障碍改善复习体验并提升学习产出但 AI 无法解答深度复杂问题存在知识库局限仅能作为课后辅助工具无法完全替代教师人机协同复习是更合理的教学方案。4.研究局限本次实验周期较短结果可能存在新奇效应后续可以扩大样本、延长干预时长并优化 AI 问答深度进一步完善智能复习教学模式。