随着我国教育技术网络化和信息化的进步，以及近几年来疫情的发展，教育环境也成为了从常见的面对面互动的物理课堂到完全在线学习环境的连续体。

尤其疫情以来，居家学习不再拘泥于书本和物理课堂，我们可以通过电脑、手机、平板等电子产品在MOOC等学习平台进行自主学习，而这些在线学习都依赖于超媒体技术。

超媒体技术是互联网的核心技术之一，自诞生以来，就被运用于各个方面，比如学习领域，进行具有挑战性的人体血液循环主题知识学习。

超媒体学习环境是一个网状的信息系统，在系统中，各种表现形式的相互关联的信息，以非线性的网状结构联系在一起。

在信息的选择和学习速度上，学习者有较高的自主感，因为他们可以通过点击超链接对信息进行选择，也可以决定学习的速度和顺序。研究发现，在超媒体学习中，与自我调节学习较差的学生相比，调节过程较好的学习者在学习上有更好的增益。

另外，由于超媒体学习的信息内容和形式较为丰富，而学习者将有限的工作记忆能力同时处理主体信息和超媒体环境信息，这增加了认知负荷。

因此，那些自我调节学习能力较差的往往难以得益于超媒体学习环境。所以，提高学习者的超媒体自我调节学习能力、减少其认知负荷是提高学习效果的关键。

现有的文献指出了需要解决的挑战。首先是要为进行超媒体学习的学习者提供充分的支持和指导，尤其是为那些拥有不利特征的学习者提供合理的指导，比如低先前知识者。

在这一方面，近十年来兴起的学习分析技术可以帮助分析这些支持和指导是否在自我调节学习过程上起到作用，如过程挖掘、序列模式挖掘以及滞后序列分析)等。

当学习者在超媒体学习环境中参与各种学习活动时，就形成了一系列的学习行为模式，这些学习行为数据可以被分析以产生推论。

这些推论可以用作指标来提供一些干预措施，降低学习者脱离率和提高保留率，对学习者进行剖析，可以开发学习者模型，以及推荐个性化学习系统。

因此，研究依托于Python设计的超媒体学习环境，采用学习分析技术，探讨元认知干预对自我调节学习、动机、认知负荷以及学习成绩的影响，并考察先前知识水平在其中的调节作用，为未来研究以及实际的教学系统设定有效的干预提供研究基础。

元认知干预和先前知识水平对自我调节学习成分的影响

首先，元认知干预能够促进学习者在学习过程中的自我调节学习，即相比于无元认知干预条件下的学习者，元认知干预条件下的学习者会进行更多的计划行为，采用更多的认知策略，更多地评估和监控对学习内容的新理解。

这表明，无论是通过虚拟代理还是在学习系统中嵌入元认知提示，都可以诱导学习者进行元认知监控和认知学习策略的使用。

其次，不同先前知识水平的学习者在计划、元认知策略的数量上差异不显著，但在认知策略的使用数量上差异显著。

具体来说，高先前知识者采取了更多的深加工策略，而非重复策略。最后，元认知干预与先前知识水平在认知策略的使用上存在交互作用，即元认知干预对认知策略使用数量的影响受先前知识水平的调节。

具体来说，对于低先前知识者来说，元认知干预条件下的学习者的深加工策略数量显著高于无元认知干预条件下的学习者，但对于高先前知识者来说，元认知干预的学习者的深加工策略数量与无元认知干预的学习者无显著差异。

也就是说，学习前进行元认知培训，并在学习过程中进行元认知提示的干预，使得低先前知识者意识到元认知策略知识的益处，并在学习中采取更多的深加工策略。

正如前人研究所建议的那样，在超媒体学习前有必要对学习者进行元认知培训，以保证他们能够熟练应用这些知识和技能。此外，高先前知识者无论是否接受元认知干预，在学习中都会采取适当的深加工策略以保证学习效果。

元认知干预和先前知识水平对自我调节学习过程序列的影响

研究通过滞后序列分析，绘制了学习者自我调节学习活动的发生顺序，验证了学习者在实际学习之前、期间和结束时会进行不同的自我调节学习活动，即自我调节学习模型是一个分阶段展开的过程，反映在计划、执行和评估阶段或者元认知调节阶段。

另外，学习者在学习过程中采用了相当灵活、适应性强的程序，因为他们似乎经常重复或回到先前的自我调节学习活动或阶段。这与前人研究的观点相同，学习者不必线性地遵循顺序，重要的是学习的适应性循环程序。

另外，不同干预条件下，学习者的自我调节学习过程在计划、认知策略使用和元认知调节阶段存在差异。

第一，元认知干预条件下的学习者在计划阶段的自我调节学习活动有更为循环和交替的发生，无元认知干预条件下的学习者没有发生这样的交替。

这是因为，在元认知干预条件下，学习者被要求在实际学习之前不仅要制定学习子目标和计划，他们还被要求尽力回想该领域之前学过的知识。

第二，元认知干预条件下的学习者还会反复地进行元认知策略，这可能表明元认知干预条件下的学习者进行了多次更为深入的监控，这是无元认知干预条件下的学习者没有的情况。

第三，元认知策略在元认知干预条件下和无元认知干预条件下出现的位置略有不同。在元认知干预条件下，元认知策略出现在深加工策略和测试之后，重复策略、深加工策略之前。

在无元认知干预条件下，元认知策略同样出现在深加工策略和测试之后，但出现在重复策略之前，而非深加工策略之前。

也就是说，无论在哪种条件下，学习者都会在特定的自我调节学习策略之前和之后更有目的地采用进行元认知调节，以作为一种中期检查。

这种更具周期性的元认知调节可能意味着这些学习者更积极地评估他们的学习，以调整他们的计划、目标和策略选择，这是有效自我调节行为的一个指标。

但是，在意识到需要进行元认知调节后，元认知干预条件下认知策略的采取具有多变性，包括重复策略和深加工策略，而在无元认知干预条件下，学习者倾向于采取较为浅层的重复策略。

第四，两种条件下的学习者在采取认知策略上也有所不同，元认知干预条件下的学习者倾向于在重复策略后再采取深加工策略，而无元认知干预条件下的学习者没有这样的倾向或者这种倾向没有达到显著。

之前的研究表明，元认知干预可以帮助学习者采取更多的认知策略，包括更频繁地检查之前做过的笔记，并且在笔记中添加更多的总结。

可以说，在元认知干预条件下，学习者学习过程的策略采取具有多变性，以保证学习者能对学习内容进行深度处理。

第五，无元认知干预条件下的学习者还存在重复策略→测试的序列，而元认知干预条件下的学习者则没有，这说明，元认知干预条件下的学习者在进行测试之前，不会采取较为浅层的加工策略。

不同先前知识水平学习者在认知策略使用阶段和元认知调节阶段也存在差异。第一，不同先前知识水平的学习者，元认知策略和深加工策略发生时间的位置有所差异。

当高先前知识者遇到全新的知识时，他们也倾向于使用认知策略来建立该主题的知识库以达到“知识获取”，而后监控自己的理解、策略的使用效用或者学习进展。

但当他们遇到与旧知识相关的知识时，他们会对当前知识状态与学习材料中呈现的信息之间的关系先进行监控，即“知识确认”，然后采取认知策略来更新已有的知识结构。

另外，当学习者监控到自己的理解困难、策略使用的效用较低或者学习进展出现问题的情况时，低先前知识者倾向于采取较为浅层的重复策略来补救，而高先前知识者的策略使用更具灵活性，包括重复策略和深加工策略。

也就是说，高先前知识者的周期性元认知调节可能更具灵活性。有研究表明，相比于任务成绩较差和中等的学习者来说，成绩较好的学习者的周期性的元认知调节更具灵活性。