Development of a PLS-SEM-ANN hybrid model for predicting college students’ academic achievement from physical exercise through social support and psychological resilience
توسعه مدل ترکیبی PLS-SEM-ANN برای پیش‌بینی پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه از طریق ورزش بدنی با نقش میانجی حمایت اجتماعی و تاب‌آوری روان‌شناختی
چکیده
As national strategies for education reform deepen, exploring the association between physical exercise and college students’ academic achievement has become a critical priority in higher education. Although existing literature has confirmed a positive association between physical exercise and academic achievement, scant attention has been paid to systematically elucidating the underlying mechanism by integrating social support and psychological resilience within a serial mediation framework (chain mediation model). Drawing upon Social Support Theory (SST), Conservation of Resources Theory (COR), and the Theory of Planned Behavior (TPB), this study constructs a theoretical model to unravel how physical exercise is associated with academic achievement via the serial indirect pathways of social support and psychological resilience, while also examining the moderating effect of time management ability. A total of 950 valid responses were collected, and a two-stage hybrid approach combining Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) and Artificial Neural Network (ANN) was employed for empirical validation. The PLS-SEM results indicate that physical exercise shows a significant direct positive association with academic achievement (β = 0.156, $$\:p<0.001$$ ) and an indirect effect was identified via the serial mediation path of “Physical Exercise → Social Support → Psychological Resilience → Academic Achievement” ( $$\:\beta\:=0.008$$ , $$\:p=0.006$$ ). The ANN sensitivity analysis aligns highly with the PLS-SEM findings, further corroborating that psychological resilience is the strongest associate of academic achievement in terms of normalized importance (normalized importance = 64.580%), followed by physical exercise (44.950%) and social support (25.550%), thereby verifying the robustness of the conclusions. This study elucidates the underlying mechanisms by which physical exercise is positively associated with academic achievement via the indirect pathways of social support and psychological resilience, as well as the boundary condition of time management ability. These findings provide a theoretical basis and practical guidance for higher education administrators to formulate differentiated and precise student development strategies.
با تعمیق راهبردهای ملی اصلاحات آموزشی، بررسی ارتباط بین ورزش بدنی و پیشرفت تحصیلی دانشجویان دانشگاه به اولویتی اساسی در آموزش عالی تبدیل شده است. اگرچه ادبیات موجود ارتباط مثبت بین ورزش بدنی و پیشرفت تحصیلی را تأیید کرده است، اما به تبیین نظام‌مند سازوکارهای زیربنایی با ادغام حمایت اجتماعی و تاب‌آوری روان‌شناختی در چارچوب میانجی‌گری زنجیره‌ای (مدل میانجی‌گری زنجیره‌ای) توجه اندکی شده است. با بهره‌گیری از نظریه حمایت اجتماعی (SST)، نظریه حفاظت از منابع (COR) و نظریه رفتار برنامه‌ریزی‌شده (TPB)، این پژوهش مدلی نظری را برای تبیین نحوه ارتباط ورزش بدنی با پیشرفت تحصیلی از طریق مسیرهای غیرمستقیم زنجیره‌ای حمایت اجتماعی و تاب‌آوری روان‌شناختی ارائه می‌دهد و همچنین اثر تعدیل‌گر توانایی مدیریت زمان را مورد بررسی قرار می‌دهد. در مجموع ۹۵۰ پرسشنامه معتبر جمع‌آوری شد و رویکرد ترکیبی دو مرحله‌ای با استفاده از مدل‌یابی معادلات ساختاری حداقل مربعات جزئی (PLS-SEM) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) برای اعتبارسنجی تجربی به کار گرفته شد. نتایج PLS-SEM نشان داد که ورزش بدنی ارتباط مستقیم مثبت معناداری با پیشرفت تحصیلی دارد (β = 0.156, $$\:p<0.001$$) و اثر غیرمستقیم نیز از طریق مسیر میانجی‌گری زنجیره‌ای «ورزش بدنی → حمایت اجتماعی → تاب‌آوری روان‌شناختی → پیشرفت تحصیلی» شناسایی شد ( $$\:\beta\:=0.008$$ , $$\:p=0.006$$ ). تحلیل حساسیت ANN نیز با یافته‌های PLS-SEM هم‌راستا بود و بیش از پیش تأیید کرد که تاب‌آوری روان‌شناختی قوی‌ترین عامل مرتبط با پیشرفت تحصیلی از نظر اهمیت نرمال‌شده (normalized importance = 64.580%) است و پس از آن ورزش بدنی (44.950%) و حمایت اجتماعی (25.550%) قرار دارند که استحکام نتایج را تأیید می‌کند. این پژوهش سازوکارهای زیربنایی ارتباط مثبت ورزش بدنی با پیشرفت تحصیلی را از طریق مسیرهای غیرمستقیم حمایت اجتماعی و تاب‌آوری روان‌شناختی و همچنین شرط مرزی توانایی مدیریت زمان تبیین می‌کند. این یافته‌ها مبنای نظری و راهنمای عملی برای مدیران آموزش عالی جهت تدوین راهبردهای توسعه دانشجویی هدفمند و دقیق فراهم می‌آورد.