《Scientific Reports》：Development of a PLS-SEM-ANN hybrid model for predicting college students’ academic achievement from physical exercise through social support and psychological resilience
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随着国家教育改革的深入，探索体育锻炼与大学生学业成就之间的关联已成为高等教育的关键优先事项。尽管现有文献已证实体育锻炼与学业成就之间存在正向关联，但鲜有研究系统地阐明其内在机制——即在社会支持和心理韧性的链式中介框架内进行探讨。本研究整合社会支持理论、资源保存
随着国家教育改革的深入，探索体育锻炼与大学生学业成就之间的关联已成为高等教育的关键优先事项。尽管现有文献已证实体育锻炼与学业成就之间存在正向关联，但鲜有研究系统地阐明其内在机制——即在社会支持和心理韧性的链式中介框架内进行探讨。本研究整合社会支持理论、资源保存理论和计划行为理论，构建了一个理论模型以揭示体育锻炼如何通过社会支持和心理韧性的序列间接路径与学业成就相关联，同时检验时间管理能力的调节效应。研究共收集了950份有效问卷，采用偏最小二乘结构方程模型与人工神经网络相结合的两阶段混合方法进行实证验证。PLS-SEM结果表明，体育锻炼与学业成就之间存在显著的正向直接关联（β = 0.156，p < 0.001），并通过“体育锻炼 → 社会支持 → 心理韧性 → 学业成就”这一序列中介路径产生间接效应（β = 0.008，p = 0.006）。ANN敏感性分析与PLS-SEM结果高度一致，进一步证实心理韧性是学业成就的最强关联因素（标准化重要性 = 64.580%），其次是体育锻炼（44.950%）和社会支持（25.550%），从而验证了研究结论的稳健性。本研究阐明了体育锻炼通过社会支持和心理韧性的间接路径与学业成就正向关联的内在机制，以及时间管理能力的边界条件。这些发现为高等教育管理者制定差异化、精准化的学生发展策略提供了理论基础和实践指导。
研究背景与问题提出
在“体育强国”和“健康中国”战略背景下，促进大学生身心健康与学业表现的协同发展已成为高等教育的核心议题。然而，当前大学生普遍面临学业压力沉重、心理健康问题凸显等现实挑战。尽管多项元分析已证实体育锻炼（Physical Exercise, PE）对学业成就（Academic Achievement, AC）具有积极影响，但以往研究多聚焦于直接效应或单一中介模型，尚未有研究系统性地在一个统一的理论框架内考察PE通过社会支持（Social Support, SS）和心理韧性（Psychological Resilience, PR）作用于AC的序列中介路径。这种碎片化的研究方式可能导致高估直接效应，而掩盖PE通过资源传递机制带来学业收益的序贯过程。因此，本研究旨在构建并验证一个包含SS和PR链式中介效应以及时间管理能力（Time Management Ability, TMA）调节作用的综合模型。
研究设计与结论
研究人员整合社会支持理论（Social Support Theory, SST）、资源保存理论（Conservation of Resources Theory, COR）和计划行为理论（Theory of Planned Behavior, TPB），构建了一个理论模型。SST解释了PE如何通过社交互动为个体提供支持性资源；COR阐述了外部获取的社会支持如何逐步转化为内部心理资源（如韧性）；TPB则为个体差异（如TMA）如何影响行为结果提供了理论依据。研究采用分层抽样法，于2025年9月至12月对中国多所高校的本科生发放电子问卷，最终回收有效问卷950份。研究采用偏最小二乘结构方程模型（Partial Least Squares Structural Equation Modeling, PLS-SEM）与人工神经网络（Artificial Neural Network, ANN）相结合的两阶段混合分析方法。PLS-SEM用于假设检验，包括测量模型评估（信效度）和结构模型评估（路径系数、中介效应、调节效应）；ANN作为互补的稳健性检验，用于捕捉潜在的非线性关系并评估预测变量的相对重要性。研究结果显示：所有假设（H1至H6）均获得支持，即PE正向关联AC（直接效应），PE正向关联SS，PE正向关联PR，SS正向关联PR，PR正向关联AC，SS正向关联AC。此外，“PE → SS → PR → AC”的序列中介效应显著。TMA在所有六个路径上的调节作用均不显著（H7a至H7f未获支持）。
研究结果详述
共同方法偏差检验：采用Harman单因子检验，未旋转的探索性因子分析提取出5个特征值大于1的因子，第一个因子解释的方差为35.075%，低于40%的临界阈值，表明共同方法偏差在可接受范围内。
探索性因子分析：KMO值为0.951，Bartlett球形检验显著（p < 0.001），数据适合进行因子分析。最终保留32个有效题项，各潜变量因子载荷介于0.938至0.975之间，五因子结构与理论预期一致。
信度与效度分析：所有潜变量的Cronbach's α系数介于0.949至0.962，组合信度（Composite Reliability, CR）介于0.950至0.962，平均方差萃取量（Average Variance Extracted, AVE）介于0.789至0.802，均超过推荐阈值，表明模型具有良好的信度和收敛效度。区分效度通过Fornell-Larcker准则检验，各潜变量AVE平方根均大于其与其他变量的相关系数。
结构方程模型分析：
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假设检验与路径系数：PE对SS的正向预测关系最强（β = 0.241, p < 0.001）。PR对AC有较强的正向预测关系（β = 0.195, p < 0.001）。SS对PR有显著正向预测关系（β = 0.166, p < 0.001）。PE对AC（β = 0.156, p < 0.001）和PR（β = 0.137, p < 0.001）的直接预测关系显著。SS对AC的直接预测路径较弱但显著（β = 0.102, p = 0.001）。
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中介效应检验：所有间接路径均显著，其中“PE → SS → PR”效应最大（β = 0.040, p = 0.001），其次是“SS → PR → AC”（β = 0.032, p = 0.001）、“PE → PR → AC”（β = 0.027, p = 0.004）、“PE → SS → AC”（β = 0.024, p = 0.008），以及序列中介“PE → SS → PR → AC”（β = 0.008, p = 0.006）。
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模型拟合质量与预测效度：AC的R2为0.243，PR的R2为0.227，SS的R2为0.170，根据Cohen标准属于中等效应水平。
讨论与结论
本研究的理论贡献在于：首次将SST、COR和TPB整合到一个统一的框架中，系统揭示了PE通过SS和PR的序列中介路径正向关联AC的内在机制。研究还发现TMA并未显著调节模型中的任何路径，这可能是因为TMA作为感知行为控制的表现，其调节作用可能受到其他未测量因素的制约，或在当前样本中效应较弱。实践意义方面，研究结果为高等教育管理者制定促进学生发展的策略提供了理论依据和实证证据，例如通过设计团体体育活动增强学生的社会支持网络，并辅以心理韧性干预项目。研究结论指出，体育锻炼通过提升社会支持和心理韧性的序列路径与学业成就正向关联，而时间管理能力在这一过程中未显示出显著的调节作用。
