《Informatics》：The Impact of the Metaverse on the Programming Learning Motivation of University Students
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摘要译文：当前，教育工作者正在寻求教学过程中的新技术。已有研究提出了多种旨在激发学生学习动机的教学策略。现有研究多聚焦于空间世界设计在小学和中学教育环境中的应用。因此，有必要分析这些由教师设计和编程的沉浸式环境如何为大学教授编程课程中的学生动机感知提供洞见。本
摘要译文：当前，教育工作者正在寻求教学过程中的新技术。已有研究提出了多种旨在激发学生学习动机的教学策略。现有研究多聚焦于空间世界设计在小学和中学教育环境中的应用。因此，有必要分析这些由教师设计和编程的沉浸式环境如何为大学教授编程课程中的学生动机感知提供洞见。本研究采用单组、固定顺序、被试内设计（N = 41），考察学生在接受传统教学和随后基于Roblox支持的活动后所报告的动机，并探讨使用Roblox时动机是否存在性别差异。本研究使用精简版教材材料动机量表（RIMMS）测量动机。为分析使用教师材料和Roblox时的动机，研究人员采用Wilcoxon符号秩检验；为分析性别对动机的影响，研究人员采用Mann–Whitney U检验。结果显示，两种教学方式之间存在统计学显著差异（Z = ?3.391, p = 0.001, r = 0.375）。在性别方面，结果显示男性（M = 4.23，平均秩 = 23.60）与女性（M = 3.63，平均秩 = 14.70）之间无统计学显著差异，U = 104.000，Z = ?1.772，p = 0.076（精确p = 0.080）。研究结果表明，学生在Roblox支持的活动后报告的动机分数高于之前的传统教学。然而，鉴于固定顺序设计和语境化RIMMS版本之间缺乏正式的测量等值性，这些差异应被解释为探索性描述证据，而非可具体归因于Roblox的效应证据。
元宇宙对大学生编程学习动机的影响：一项基于Roblox教师定制虚拟世界的实证解读
一、研究背景与问题
编程语言学习是培养学生批判性思维和问题解决能力等21世纪技能的重要途径，同时有助于发展计算思维。然而，编程教学在理论和实践层面均面临公认的挑战。高等教育中，项目式学习、基于游戏的学习、翻转课堂和协作编程被认为是较为有效的编程教学方法。与此同时，增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和人工智能（AI）等新兴技术逐渐被引入编程教学。这些技术构成了“元宇宙”（Metaverse）的支撑基础，能够营造沉浸式环境并支持实时通信。元宇宙作为持久、多用户统一的虚拟空间，为教育应用提供了新的可能。Roblox作为元宇宙的重要服务平台之一，提供可编程环境和Roblox Studio工具，允许教师创建定制化的虚拟世界。现有研究虽已探讨Roblox在不同学科和教育层次中的应用，但系统综述指出，有关教师在编程教学中自行设计和编程虚拟世界、并将其与学生动机关联起来的研究仍然不足。尤其缺乏针对大学生在教师定制Roblox环境中学习编程的动机感知的实证分析。因此，本研究旨在填补这一空白，考察大学生在传统教学和随后的Roblox支持活动后报告的动机水平，并探讨性别差异。
二、研究内容与核心方法
研究人员采用单组、固定顺序、被试内设计，以墨西哥某高校“编程导论”课程选修学生为样本，初始样本51人，最终获得41名完整配对数据。研究基于ARCS动机模型，使用精简版教材材料动机量表（RIMMS）测量动机。研究流程包括四个阶段：主题内容设计、虚拟世界设计与编程、教学材料设计、活动实施。教师使用Roblox Studio开发了一个以公园为主题的虚拟世界，包含55个三维模型、信息展板和互动练习面板，运用Lua编程语言实现比较运算符和逻辑运算符的随机练习及图形用户界面。学生先接受传统讲授教学并完成第一次动机测量，之后在Roblox虚拟世界中进行沉浸式学习活动并完成第二次动机测量。数据统计采用Wilcoxon符号秩检验比较两种条件下的动机差异，采用Mann–Whitney U检验分析性别差异，并使用Shapiro-Wilk检验评估正态性，Holm法校正多重比较。此外，研究人员还对未参与Roblox活动的10名学生进行了补充性参与偏差分析，以比较其基线动机水平。
三、主要研究结果
1. 学生游戏背景：66%的学生曾玩过电子游戏，49%的学生未在教育环境中使用过视频游戏，样本整体具有一定数字技术熟悉度，但并非普遍具备教育游戏经验。
2. RIMMS各维度结果：
在注意力维度，多数学生认为Roblox中的信息组织、质量和交互有助于维持注意力，而在教师材料条件下，学生并未完全认同其资源有助于保持注意。
在相关性维度，学生认为Roblox呈现的内容具有相关性和价值，并希望深入探讨；而对教师材料，学生对其与已知知识的关联性持保留态度。
在自信心维度，学生相信能够学习Roblox中呈现的内容，归因于讲解清晰，但对能否通过主题测试不够确信；使用教师材料时，55%的学生不认为自己能通过考试。
在满意度维度，学生表示喜欢使用Roblox进行学习并享受讲解过程；而39%的学生不认同从教师提供的理论实践学习中获得了乐趣。
3. 基线比较结果：对41名完整配对样本与10名未参与Roblox活动的学生比较传统教学后的总体ARCS动机分数，Mann–Whitney U检验未显示显著差异（U = 199.000，Z = ?0.142，p = 0.896，r = 0.020），表明未检测到可观察的基线差异，但无法完全排除参与相关偏差。
4. 性别差异结果：使用Roblox时，男性动机均值（M = 4.23）高于女性（M = 3.63），但Mann-Whitney U检验显示差异不显著（p = 0.076，精确p = 0.080），效应量较小（r = 0.277），因此不能将均值差异视为有意义的性别相关动机差异。
5. 完整样本动机比较：Roblox条件下的动机水平（M = 4.08）高于教师材料条件（M = 3.41），四个ARCS维度均呈现差异。
6. Wilcoxon符号秩检验结果：两种教学方式之间的差异达到统计学显著（Z = ?3.391，p = 0.001，r = 0.375），效应量为中等。其中22名学生在Roblox条件下报告了更高动机（平均秩 = 21.68），14名学生报告传统教学更高（平均秩 = 13.50），5名学生无差异。按ARCS四个维度进行Holm校正后，仅注意力和相关性维度保留显著差异，自信心和满意度维度在调整后不再显著。
四、讨论与结论
研究结果表明，学生在Roblox支持的编程学习活动后报告的动机分数高于传统教学。但需强调，由于采用固定顺序设计且缺乏随机对照组，无法排除顺序效应、新颖性效应、先前内容暴露、教师互动、同伴协作和教学形式差异等混杂因素。因此，该差异应被视为探索性描述证据，而非Roblox干预效应的确证证据。此外，两种RIMMS版本仅修改了题目措辞以适应不同教学条件，未建立正式的测量等值性，跨条件比较仅为描述性目的。性别方面，尽管男性动机均值高于女性，但统计检验未显示显著差异，与已有文献中关于男性更倾向通过元宇宙缓解无聊的发现不同，可能反映性别特异的动机和兴趣。研究局限性包括：单组无对照设计、非随机抽样、干预仅两个课时、固定教学顺序、以及10名学生缺失第二次测量可能导致的参与偏差。尽管存在上述限制，研究仍为教师自行设计和编程的虚拟世界在编程教学中的应用提供了初步实证依据，展示了Roblox作为无需专门硬件和许可费用的平台在发展中国家的可及性和可行潜力。未来研究应扩大样本量、在更高级编程课程中开展长期干预，并纳入更丰富的控制结构交互练习以进一步验证结论。
