高級心理統(tǒng)計之結構方程模型

1、 侯杰泰 溫忠麟 成子娟 著 教育科學出版社 溫忠麟, 劉紅云, 侯杰泰 著 教育科學出版社 吳明隆 著 重慶大學出版社 王濟川, 王小倩, 姜寶法 著 高等教育出版社 王孟成 著 高等教育出版社l為何要用結構方程模型？l結構模型原理l結構方程的建立l結構方程的Amos實現l科研案例國民收入國民收入發(fā)展保障發(fā)展保障人均人均GDP社會和諧社會和諧城鎮(zhèn)收入城鎮(zhèn)收入農村純收入農村純收入新增固定資產新增固定資產衛(wèi)生機構數衛(wèi)生機構數高校數高校數犯罪率犯罪率離婚率離婚率投訴率投訴率義務教育普及率義務教育普及率醫(yī)保率醫(yī)保率養(yǎng)老保險投保率養(yǎng)老保險投保率1 2 XY0.9780.9610.9730.8110.9

2、170.915工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度 XYn很多社會、心理研究中所涉及到的變量很多社會、心理研究中所涉及到的變量, ,都不能準確都不能準確、直接地測量、直接地測量, ,這種變量稱為這種變量稱為潛變量潛變量, ,如工作自主權如工作自主權、工作滿意度、社會和諧、忠誠度、滿意度等。、工作滿意度、社會和諧、忠誠度、滿意度等。n這時這時, ,只能退而求其次只能退而求其次, ,用一些外顯指標用一些外顯指標, ,去間接測量去間接測量這些潛變量。如用工作方式選擇

3、、工作目標調整作這些潛變量。如用工作方式選擇、工作目標調整作為工作自主權為工作自主權( (潛變量潛變量) )的指標的指標, ,以目前工作滿意度、以目前工作滿意度、工作興趣、工作樂趣、工作厭惡程度工作興趣、工作樂趣、工作厭惡程度( (外顯指標外顯指標) )作作為工作滿意度的指標。為工作滿意度的指標。n傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析方法不能妥善處理這些潛變量傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析方法不能妥善處理這些潛變量, ,而結而結構方程模型則能同時處理潛變量及其指標。構方程模型則能同時處理潛變量及其指標。n同時處理多個因變量同時處理多個因變量n容許自變量和因變量含測量誤差容許自變量和因變量含測量誤差n同時估計因子結構和因子關系同時估

4、計因子結構和因子關系n容許更大彈性的測量模型容許更大彈性的測量模型如，我們用英語書寫的數學試題，去測量學生的數學能力，則如，我們用英語書寫的數學試題，去測量學生的數學能力，則測驗得分（指標）既從屬于數學因子，也從屬于英語因子（因測驗得分（指標）既從屬于數學因子，也從屬于英語因子（因為得分也反映英語能力）。為得分也反映英語能力）。n估計整個模型的擬合程度估計整個模型的擬合程度nMeasured variable（）, or in an SEM designnPredictors and outcomes in path analysisnSquares in the diagramnLatent

5、 Variable （） in the model, nConstruct driving measured variables in the measurement modelnCircles in the diagramXnError or E （）nVariance left over after prediction of a measured variablenDisturbance or D（）nVariance left over after prediction of a factornExogenous Variable （）nVariable that predicts o

6、ther variablesnEndogenous Variables （）nA variable that is predicted by another variablenA predicted variable is endogenous even if it in turn predicts another variable nThis is predictionnRegression Coefficient or factor loading nThis is correlationn根據已經有的理論和研究成果根據已經有的理論和研究成果, ,事先對因子分事先對因子分析的結果做出合理的

7、理論假設；析的結果做出合理的理論假設；n從理論假設出發(fā)從理論假設出發(fā), ,檢驗理論假設與數據是否相檢驗理論假設與數據是否相符符, ,即從數據的角度檢驗假設的合理性；即從數據的角度檢驗假設的合理性；n研究結果依賴于假設與數據的吻合程度研究結果依賴于假設與數據的吻合程度, ,通過通過檢驗修改原假設檢驗修改原假設, ,從而發(fā)展和建立新的理論從而發(fā)展和建立新的理論. . 理論模型發(fā)展階段估計與評價階段 Equation Model，SEM Structure Modeling，CSM Structural Relationship ， LISREL 從從上上述述名名稱中可以看出，結構方程模型的稱中可以

8、看出，結構方程模型的幾個本質特征是：幾個本質特征是：工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度 XYn結構方程模型分為：測量方程(measurement equation)和結構方程(structural equation) n測量方程描述潛變量與指標之間的關系,如工作方式選擇等指標與工作自主權的關系；工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整1x2x111222xexe 因子結構因子結構工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作

9、興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度1y2y3y4y133244355466yeyeyeye331442553664eyeyeyey因子結構因子結構l測量方程描述潛變量與指標之間的關系,如工作方式選擇等指標與工作自主權的關系；l結構方程描述潛變量之間的關系,如工作自主權與工作滿意度的關系.工作自主權工作自主權工作滿意度工作滿意度D工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度 XY111222xexe D133244355466yeyeyeye結構方程結

10、構方程測量方程測量方程1測量方程測量方程2 yxYX外生指標外生指標內生指標內生指標外生潛變量外生潛變量內生潛變量內生潛變量外生因子載荷外生因子載荷內生因子載荷內生因子載荷 B內生潛變量之內生潛變量之間的關系系數間的關系系數外生潛變量對內生潛外生潛變量對內生潛變量的影響系數變量的影響系數結構的結構的殘差項殘差項潛變量與潛變量之間的回歸系數潛變量與潛變量之間的回歸系數路徑系數潛變量與顯變量之間的回歸系數潛變量與顯變量之間的回歸系數載荷系數 B內生潛變量間的關系(如其它內生潛變量與工作滿意度的關系)； 外源潛變量對內生潛變量的影響(如工作自主權對工作滿意度的影響)； 結構方程的殘差項,反映了在方程

11、中未能被解釋的部分。 B 潛變量間的關系潛變量間的關系, ,即結構模型即結構模型, ,是研究的興是研究的興 趣重點趣重點, ,所以整個分析也稱結構方程模型。所以整個分析也稱結構方程模型。 11213242526373112131223212路徑系數路徑系數載荷系數載荷系數nContinuous, normally distributed variables.nMultiple measures (“indicators”) of theoretical constructs ideally 3 or more.nBig sample research suggests a sample siz

12、e of 200 or more (per group if analyzing more than one group) is needed to avoid obtaining misleading resultsn模型建構模型建構(model specification)n模型擬合模型擬合(model fitting)n模型評價模型評價(model assessment)n模型修正模型修正(model modification)n一是建立顯變量一是建立顯變量( (即指標即指標, ,通常是題目通常是題目) )與潛與潛變量變量( (即因子即因子, ,通常是構念通常是構念) )的關系；的關系；

13、n二是建立各潛變量間的相互關系二是建立各潛變量間的相互關系( (即指定那即指定那些因子間相關或直接效應些因子間相關或直接效應) )；n三是在復雜的模型中三是在復雜的模型中, ,可以限制因子載荷或可以限制因子載荷或因子相關系數等參數的值因子相關系數等參數的值. .u研究指出研究指出,有多種因素影響到工作滿意度有多種因素影響到工作滿意度, 其中包其中包括工作內容的獎勵價值、多樣性、學習機會、困括工作內容的獎勵價值、多樣性、學習機會、困難性以及對工作的控制等難性以及對工作的控制等.因此因此, 假設：假設：工作自主權越高工作自主權越高,工作滿意度越高。工作滿意度越高。工作自工作自主權是指員工可以運用相

14、關工作權利的程度主權是指員工可以運用相關工作權利的程度.具有具有較高工作自主權的員工較高工作自主權的員工,將具有較高的工作滿意度將具有較高的工作滿意度. 工作負荷越高工作負荷越高,工作滿意度越低。工作滿意度越低。工作負工作負荷是指工作職責不能被實現的程度荷是指工作職責不能被實現的程度.工作壓力會工作壓力會使員工處于有害身心健康的狀況中使員工處于有害身心健康的狀況中,有礙于員工有礙于員工對工作的積極態(tài)度對工作的積極態(tài)度,工作壓力會降低工作滿意度工作壓力會降低工作滿意度. 工作單調性越高工作單調性越高,工作滿意度越低。工作滿意度越低。工作工作單調性是指個體的工作被重復的程度單調性是指個體的工作被重

15、復的程度.如煤炭采如煤炭采掘一線的職工工作單調性比較高掘一線的職工工作單調性比較高,而機關科室的而機關科室的單調性就比較低單調性就比較低.工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作負荷工作負荷工作單調性工作單調性任務完成時間充裕度任務完成時間充裕度工作負荷輕重工作負荷輕重工作節(jié)奏快慢工作節(jié)奏快慢工作內容豐富程度工作內容豐富程度工作多樣性程度工作多樣性程度xy+_l結構方程擬合的目標是求解參數或路徑系數使得結構結構方程擬合的目標是求解參數或路徑系數使得結構方程隱含

16、的協(xié)方差陣方程隱含的協(xié)方差陣()與樣本協(xié)方差陣與樣本協(xié)方差陣S的的“差距差距”最?。蛔钚。籰矩陣之間的矩陣之間的“差距差距”有多種不同的定義方法有多種不同的定義方法, ,不同的定不同的定義方法產生不同的擬合結果以及相應的參數估計；義方法產生不同的擬合結果以及相應的參數估計；l最常用的估計方法：最常用的估計方法：( (經過迭代完成求解過經過迭代完成求解過程程) )()tr(log)(log1MLqpSSF 樣本協(xié)方差矩陣樣本協(xié)方差矩陣模型模型模型協(xié)方差矩陣模型協(xié)方差矩陣x1x2x3y1y21124511 y222 y11 x242 x353 x 11111321121l結構方程組結構方程組11

17、y222 y11 x242 x353 x 212211 yy 321543211 xxx 測量方程測量方程1測量方程測量方程2結構方程結構方程l變量變量( (y1, y2, x1, x2, x3,) )的協(xié)方差陣的協(xié)方差陣l樣本協(xié)方差陣樣本協(xié)方差陣 )var(),cov(),cov(),cov(),cov()var(),cov(),cov(),cov()var(),cov(),cov()var(),cov()var(3231323132122212121112121xxxxxyxyxxxxyxyxxyxyxyyyy5 5S()ijsl根據方程組推出的總體協(xié)方差陣根據方程組推出的總體協(xié)方差陣()

18、為為l 估計估計 中的所有參數中的所有參數, ,使使 與與 盡可能靠近盡可能靠近l這些參數包括：這些參數包括： ( (1) 1)路徑系數與載荷系數路徑系數與載荷系數 (2)(2)誤差的方差誤差的方差 (3)(3)外生潛變量的方差外生潛變量的方差 212222222124424422255255453()()DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD ( ) ( ) Sl變量是正態(tài)分布；變量是正態(tài)分布；l利用協(xié)方差矩陣進行分析；利用協(xié)方差矩陣進行分析；l兩到四因子模型兩到四因子模型, ,樣本量最少大于樣本量最少大于100,100,大于大于200200更好；更好；l由于由于ML估計是穩(wěn)健估計估計

19、是穩(wěn)健估計,即使變量不服從多即使變量不服從多元正態(tài)分布元正態(tài)分布,在大樣本情況下在大樣本情況下,ML估估計仍是可計仍是可以使用的以使用的. .參參 數數有一個解()有多個解()無解() l建立建立SEM多數使用過度識別模型多數使用過度識別模型lAMOS把執(zhí)行識別檢查作為模型擬合過程把執(zhí)行識別檢查作為模型擬合過程的一部分的一部分,通常提供有關欠識別條件的警告通常提供有關欠識別條件的警告 l欠識別時的欠識別時的：收集更多的數據或：收集更多的數據或重新定義模型重新定義模型l變量變量( (y1, y2, x1, x2, x3,) )的協(xié)方差陣的協(xié)方差陣l已知樣本協(xié)方差的個數已知樣本協(xié)方差的個數 )va

20、r(),cov(),cov(),cov(),cov()var(),cov(),cov(),cov()var(),cov(),cov()var(),cov()var(3231323132122212121112121xxxxxyxyxxxxyxyxxyxyxyyyy152/ )15(554321 l根據方程組推出的總體協(xié)方差陣為根據方程組推出的總體協(xié)方差陣為l未知參數的個數未知參數的個數 未知路經系數未知路經系數+ +所有誤差的方差所有誤差的方差+ +一個潛變量的方差一個潛變量的方差 = =4+6+1=11212222222124424422255255453()()DDDDDDDDDDDDDD

21、DDDDDDDD 模型中自由參數的個數模型中自由參數的個數 2)1)(qpqp工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作負荷工作負荷工作單調性工作單調性任務完成時間充裕度任務完成時間充裕度工作負荷輕重工作負荷輕重工作節(jié)奏快慢工作節(jié)奏快慢工作內容豐富程度工作內容豐富程度工作多樣性程度工作多樣性程度xy表表1 標準化路徑系數（標準化路徑系數（N=351）變量變量變量間關系變量間關系工作滿意度工作滿意度標準化路徑標準化路徑系數系數t t檢驗值檢驗值工作自主權工作自主權

22、1 10.2062.562工作負荷工作負荷 2 2-0.212-1.575工作單調性工作單調性 3 3-0.378-2.857注：注：t t檢驗值檢驗值1.961.96表示表示在在0.05的顯著水平下的顯著水平下通過顯著性檢驗通過顯著性檢驗1 工作滿意度工作滿意度目前工作滿意度目前工作滿意度工作興趣工作興趣工作樂趣工作樂趣工作厭惡程度工作厭惡程度工作自主權工作自主權工作方式選擇工作方式選擇工作目標調整工作目標調整工作負荷工作負荷工作單調性工作單調性任務完成時間充裕度任務完成時間充裕度工作負荷輕重工作負荷輕重工作節(jié)奏快慢工作節(jié)奏快慢工作內容豐富程度工作內容豐富程度工作多樣性程度工作多樣性程度y

23、0.206-0.212-0.3782 3 xl結構方程的解是否恰當結構方程的解是否恰當( (相關系數應在相關系數應在+1+1和和-1 -1之間之間) )變量變量變量間關系變量間關系工作滿意度工作滿意度標準化路徑標準化路徑系數系數t檢驗值檢驗值工作自主權工作自主權1 10.2062.562工作負荷工作負荷 2 2-0.212-1.575工作單調性工作單調性 3 3-0.378-2.857（ -1 ，+1 ）l參數與預設模型的關系是否合理參數與預設模型的關系是否合理( (與模型假設相符與模型假設相符) )未通過未通過t檢驗檢驗l檢驗不同類型的整體擬合指數檢驗不同類型的整體擬合指數( (各項擬合優(yōu)度

24、指標各項擬合優(yōu)度指標是否達到要求是否達到要求) )表表2 模型擬合優(yōu)度結果模型擬合優(yōu)度結果指標指標DF2PNFINNFICFIIFIGFIAGFIRFIRMRRMSEA指標值指標值6871386.640.00.9010.9370.9500.9510.8610.8170.8610.05840.0457規(guī)范擬合指數規(guī)范擬合指數不規(guī)范擬合指數不規(guī)范擬合指數比較擬合指數比較擬合指數增量擬合指數增量擬合指數擬合優(yōu)度指數擬合優(yōu)度指數調整的擬合優(yōu)度指數調整的擬合優(yōu)度指數相對擬合指數相對擬合指數均方根差均方根差近似均方根差近似均方根差2 2/DF= /DF= 1386.64/ 687=2.018l第一個指標是

25、卡方統(tǒng)計量與自由度的比值第一個指標是卡方統(tǒng)計量與自由度的比值, 卡方值卡方值與自由度之比在與自由度之比在2:1到到3:1之間是可以接受的之間是可以接受的l第二個指標是第二個指標是P P值值, , P值越大越好值越大越好 . 當當P0.05時時,接受接受結構方程的協(xié)方差陣與實際協(xié)方差陣相等的假設結構方程的協(xié)方差陣與實際協(xié)方差陣相等的假設.l在大樣本情況下：在大樣本情況下： NFI(NNFI CFI IFI GFI AGFI RFI )0.9 RMR0.035 RMSEA0.08 表明模型與數據的擬合程度很好。表明模型與數據的擬合程度很好。l 對錯誤模型比較敏感對錯誤模型比較敏感,同時懲罰復雜同時

26、懲罰復雜模型模型,因此它是一個較為理想的評價模型的指因此它是一個較為理想的評價模型的指標。一般來說當標。一般來說當RMSEA0.1時時,不能接受模不能接受模型的擬合效果。型的擬合效果。 l依據理論或有關假設依據理論或有關假設, ,提出一個或數個合理的提出一個或數個合理的先驗模型；先驗模型；l檢查潛變量檢查潛變量( (因子因子) )與指標間的關系與指標間的關系, ,建立測量建立測量模型模型, ,有時可能增刪或重組指標；有時可能增刪或重組指標；l對每一個模型對每一個模型, ,檢查標準誤、檢查標準誤、t值、標準化殘值、標準化殘差、修正指數、及各種擬合指數差、修正指數、及各種擬合指數, ,據此修改模據

27、此修改模型并重復這一步；型并重復這一步；l最好用另外一個樣本進行檢驗；最好用另外一個樣本進行檢驗； K.G. JreskognThe gold standard. nTypically used via a programming language. Peter Bentler.nEasier to use than LISREL., PROC CALISnWorkable but not being further developed. Bengt O. MuthnnTouted as integrating a variety of analyses that go beyond trad

28、itional SEM. This program has the potential to be the program of the future.Analysis of Moment(矩矩) StructuresExamples of Moments are:Means ( for population; for the sample)Variances (population 2; sample s2)Covariances (population xy; sample sxy)X runs in two modes, Amos Graphics and Amos Text. Amos

29、 Graphics provides a graphical interface through which the user conducts an analysis by drawing the model on the screen. l Data required for : standard deviations, correlations, sample size, means.lWith SPSS Amos, we can quickly specify, view and model our model graphically using simple drawing tool

30、s. Then assess our models fit, make any modifications and print a publication-quality graphic of our final modell技術采納模型技術采納模型(Technology Acceptance Model)最早由學者最早由學者Davis (1989 )提出提出,用于研究個體對用于研究個體對信息技術采納接受行為的一般影響因素信息技術采納接受行為的一般影響因素.l主要目的是了解個體在采納接受信息技術時的主要目的是了解個體在采納接受信息技術時的心理作用心理作用及及主要外部影響因素主要外部影響因素,從

31、而幫助管理者從而幫助管理者更好的制定改進措施以促進個體對信息技術的更好的制定改進措施以促進個體對信息技術的使用行為使用行為. 感知有用感知有用感知易用感知易用使用意圖使用意圖l Perceived Usefulness, PU 使用者認為信息技術可以在多使用者認為信息技術可以在多大程度上提高其工作效率大程度上提高其工作效率lPerceived Ease of Use, PEOU 使用者認為信息技術容易使使用者認為信息技術容易使用的程度用的程度lUse Intention，UI 使用者愿意使用信息技術的程使用者愿意使用信息技術的程度度PUPEOUUIPUPU1e111PU2e21PU3e31PE

32、OUPEOU1e4PEOU2e5PEOU3e61111UIUI1e7UI2e8UI3e91111D11D21第二部分第二部分: SPSS軟件使用意愿及影響因素軟件使用意愿及影響因素（請將你選擇的選項標注為紅色）（請將你選擇的選項標注為紅色）1-完全不贊同完全不贊同 2-不太贊同不太贊同 3-態(tài)度中立態(tài)度中立 4-比較贊同比較贊同 5-完全贊同完全贊同 SPSS統(tǒng)計軟件能夠為我的日常學習提供幫助。統(tǒng)計軟件能夠為我的日常學習提供幫助。 PU11 2 3 4 5使用使用SPSS統(tǒng)計軟件能夠提高我的學習效率。統(tǒng)計軟件能夠提高我的學習效率。 PU21 2 3 4 5使用使用SPSS統(tǒng)計軟件能夠幫助我更快

33、地處理日常的學習任務。統(tǒng)計軟件能夠幫助我更快地處理日常的學習任務。 PU31 2 3 4 5學習使用學習使用SPSS統(tǒng)計軟件對我來說是容易的。統(tǒng)計軟件對我來說是容易的。 PEOU11 2 3 4 5學習使用學習使用SPSS統(tǒng)計軟件不會花費我太多的時間和精力。統(tǒng)計軟件不會花費我太多的時間和精力。 PEOU21 2 3 4 5掌握掌握SPSS統(tǒng)計軟件的基本功能對我來說不困難。統(tǒng)計軟件的基本功能對我來說不困難。 PEOU31 2 3 4 5相比手工的計算方式，我更愿意使用相比手工的計算方式，我更愿意使用SPSS統(tǒng)計軟件來處理日常的學統(tǒng)計軟件來處理日常的學習任務。習任務。 UI11 2 3 4 5我愿

34、意長期使用我愿意長期使用SPSS統(tǒng)計軟件處理日常的學習任務。統(tǒng)計軟件處理日常的學習任務。 UI21 2 3 4 5我愿意在未來的學習過程中更多地使用我愿意在未來的學習過程中更多地使用SPSS統(tǒng)計軟件。統(tǒng)計軟件。 UI31 2 3 4 5通過Email方式獲取樣本73份（2009級） 通過Email方式獲取樣本88份（2010級） 39%61%通過Email方式獲取樣本85份（2011級） 28%72%2009級 43%5.7%10.2%4.5%14.8%12.5%9%2010級 2011級 建模區(qū)域建模工具區(qū)域點擊雙擊點擊成黑線全選復制拖動鼠標復制 點擊旋轉點擊1次取消旋轉注意：許多路徑有固定值1，這些值保證適當的模型識別點擊2次點擊 File Name 定義數據文件名。View Data 按鈕瀏覽外部應用程序的數據文件。例如，如果使用File Name 按鈕定義SPSS數據文件，然后單擊View Data， AMOS將打開SPSS以便能看到數據文件的內容。 Grouping Variable 按鈕允許在數據庫內定義分組變量，能容易