一种混合SEM-ANN方法,通过知识管理预测高等教育中生成式AI的使用

《Computers in Human Behavior Reports》:A hybrid SEM-ANN approach to predicting generative AI use in higher education through knowledge management

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年04月02日 来源:Computers in Human Behavior Reports 5.8

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  本研究调查了“知识管理”(KM)实践对生成式人工智能(Gen-AI)在高等教育机构(HEIs)中整合的影响。研究人员将“计划行为理论”(TPB)与KM因素进行了扩展,并基于584名本科生的数据,采用混合SEM-ANN方法验证了该研究模型。偏最小二乘结构方程模型

  
本研究调查了“知识管理”(KM)实践对生成式人工智能(Gen-AI)在高等教育机构(HEIs)中整合的影响。研究人员将“计划行为理论”(TPB)与KM因素进行了扩展,并基于584名本科生的数据,采用混合SEM-ANN方法验证了该研究模型。偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)结果显示,态度、主观规范和感知行为控制显著预测了持续使用意愿。此外,KM因素,包括“知识获取”、“知识应用”和“知识共享”,显著预测了学生的态度。进一步地,人工神经网络(ANN)分析发现,知识应用是预测态度的最重要因素。这些发现为现有文献提供了重要的理论贡献,并提供了实际启示,有助于理解KM在高等教育机构整合Gen-AI中的关键作用。
**论文解读:知识管理视角下生成式AI在高等教育中持续使用意愿的预测——基于混合SEM-ANN方法**

**研究背景与问题**

随着生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence, Gen-AI)的快速发展,如DeepSeek、ChatGPT、Gemini和Copilot等工具,正在深刻变革高等教育领域。这些工具能够提供自动化反馈、智能辅导、内容创作、学术写作支持及实时翻译等高级功能,有望提升学习成果和运营效率。然而,单纯依赖技术基础设施不足以确保Gen-AI的有意义和可持续采纳。已有研究多聚焦于通用技术接受模型(如感知易用性和感知有用性),忽略了影响持续使用的组织与认知过程。知识管理(Knowledge Management, KM)实践——涵盖知识获取、共享和应用——作为知识密集型环境(如高校)的核心资源,其在塑造学生使用Gen-AI的态度与意图中的作用尚未得到充分实证检验。为此,本研究旨在填补这一空白,通过将KM因素纳入计划行为理论(Theory of Planned Behavior, TPB),探究影响学生持续使用Gen-AI的关键因素。

**研究概述与结论**

研究人员提出了一个整合TPB与KM实践的扩展模型,采用混合偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)与人工神经网络(ANN)方法,基于从土耳其和科威特大学收集的584份有效本科生问卷数据(其中437份来自科威特,146份来自土耳其)进行验证。PLS-SEM结果证实:态度、主观规范和感知行为控制显著预测持续使用意愿(解释变异量R2=0.575);知识获取、知识应用和知识共享显著预测态度(R2=0.546)。ANN敏感性分析进一步揭示,知识应用是预测态度的最重要因素(标准化重要性97.2%),其次为知识获取(82.6%)和知识共享(44.4%);在预测持续使用意愿时,态度最重要(99.5%),其次为感知行为控制(62.0%)和主观规范(30.8%)。研究强调,KM实践在Gen-AI整合中扮演关键角色,为高校制定有效策略提供了理论和实践启示。该论文发表在《Computers in Human Behavior Reports》。

**主要关键技术方法**

本研究采用混合SEM-ANN方法(结合Partial Least Squares Structural Equation Modelling, PLS-SEM与Artificial Neural Networks, ANN)。PLS-SEM用于检验理论假设的结构关系,基于SmartPLS 4软件,使用路径权重方案估计,通过5000次子样本的非参数自助法评估路径系数显著性。ANN则用于捕捉非线性关系并评估预测变量的相对重要性,构建两个多层感知器模型(均含两个隐藏层),采用10折交叉验证避免过拟合,以sigmoid函数作为激活函数,通过计算均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)评估预测精度。数据来源于土耳其和科威特共584名本科生(平均年龄23.75岁),使用五点李克特量表收集态度、主观规范、感知行为控制、持续使用意愿及KM维度(知识获取、知识共享、知识应用)的24个题项。

**研究结果**

**4.1 测量模型**
通过复合信度(CR, rho_c)和克朗巴赫α系数(CA)评估内部一致性,所有因子均超过0.70阈值;平均方差萃取量(AVE)均大于0.50,证实收敛效度。异质-单质比率(HTMT)均低于0.90,确认判别效度。方差膨胀因子(VIF)最大值3.998,表明无多重共线性问题。模型拟合指标:NFI=0.864,SRMR=0.046,卡方=1439.891。

**4.2 假设检验**
PLS-SEM路径分析表明:感知行为控制(β=0.284, p<0.001)、态度(β=0.461, p<0.001)和主观规范(β=0.151, p<0.001)均显著正向预测持续使用意愿,支持H1、H2、H3;知识获取(β=0.321, p<0.001)、知识共享(β=0.176, p<0.05)和知识应用(β=0.302, p<0.001)均显著正向预测态度,支持H4、H5、H6。效应量(f2)显示态度对持续使用意愿影响最大(f2=0.298)。所有95%偏差校正加速置信区间(BCa CI)均不包含零,验证了稳定效应。

**4.3 人工神经网络(ANN)结果**
构建两个ANN模型:模型1以态度、感知行为控制、主观规范预测持续使用意愿;模型2以知识获取、知识共享、知识应用预测态度。10个网络的训练与测试均方根误差(RMSE)均值分别为0.126和0.124(模型1),0.120和0.115(模型2),表明模型具有良好预测准确性。

**4.4 敏感性分析**
模型1中,态度的标准化重要性(Normalized Importance, NI)最高(99.5%),其次为感知行为控制(62.0%)和主观规范(30.8%)。模型2中,知识应用的NI最高(97.2%),其次为知识获取(82.6%)和知识共享(44.4%)。集成SEM与ANN结果发现,ANN通过放松线性假设提供了互补的预测洞见,突出了各预测因子的非线性贡献。

**讨论与结论总结**

讨论部分强调,研究结果支持了TPB中态度、主观规范和感知行为控制对持续使用意愿的显著作用,并扩展了KM实践(知识获取、共享、应用)对态度的正向影响。ANN分析进一步确认了知识应用作为态度最关键预测因子的地位,这可能源于Gen-AI工具当前在知识应用和获取方面的优势,而知识共享功能(如群聊)尚属新近发展。研究指出,应提升学生的AI素养(如提示工程),并通过工作坊和研讨会将显性知识转化为隐性知识,以促进Gen-AI的有效整合。研究还强调将Gen-AI置于信息管理情境中,连接了人工智能采纳与信息管理两个研究流。

翻译研究结论部分:
“本研究发现,态度是最重要的持续使用意愿预测因子,而知识应用是态度最重要的预测因子。KM实践(知识获取、共享、应用)显著塑造了学生对Gen-AI的态度。这些发现为理解KM在高等教育机构Gen-AI整合中的关键作用提供了理论和实践启示。高校应通过AI素养培训、知识分享文化和应用导向的课程设计,促进Gen-AI的可持续采纳。研究也指出了未来方向,包括纵向设计、考虑认知风险(如信息质量、幻觉、偏差),以及发展AI驱动的知识管理框架。”
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