以协作知识建构为代表的协作学习模式能够促进学生全面发展。但学习者的学习投入有时存在较大差异,限制了学习成就。本研究致力于表征这种差异,并探讨其对学习成就的影响。本研究认为协作学习投入包含行为、认知、情感和元认知交互四个要素。但协作学习投入的多模态表征研究较少,表征依据目前缺乏系统性研究,加之现有研究较少考虑学生的个人知识准备情况和性别、专业背景等干扰因素,导致协作学习投入对学习成就的影响尚不能完全揭示。为此,本研究首先构建了协作学习投入的多模态表征依据体系,包括具身认知、ICAP框架、认知神经科学研究发现、教育心理学研究发现和社会共享调节学习理论等。在此基础上,构建了协作学习投入的多模态表征框架:以视频模态的持续学习比例表征行为投入;视频模态的被动学习、主动学习、建构学习和互动学习比例,脑电模态的前额F1点位θ波平均振荡功率,分别作为认知投入的外显和内隐层次的表征;量表模态的学习者的情感报告水平作为学习者的情感投入;视频模态的团体协调比例表征学习者的元认知交互投入。依据该表征框架,本研究设计和实施了实证研究,以探究协作学习投入对学习成就的影响。本研究设计了面对面协作知识建构学习任务,主要包含个人学习阶段（约25分钟）和协作学习阶段（约30分钟）。学习者还需要完成前测、中测和后测,以考察学习者的个人知识准备情况、人口统计学变量,以及学习成就。共招募了 45名学习者,3人一组参与任务。经过视频编码分析和量化分析后,研究发现:学习者的元认知交互投入、认知投入、行为投入,与个人知识准备和性别能够在一定程度上对学习成就产生影响,而情感投入和专业背景则对学习成就没有显著影响。综上所述,本研究以学习理论为基础,建立了多模态学习数据的表征和分析手段,实现理论和技术的有机结合。通过实证研究,揭示了协作学习投入对学习成就的影响,识别了关键特征,对现有关键研究结论进行了验证和拓展。