結(jié)構(gòu)方程式模型假定在一組潛在變量中存在因果關(guān)系,這些潛在變量可以分別用一組可觀測(cè)的變量表示。假設(shè)的模型通常包括某個(gè)基本線性回歸模型和很多觀測(cè)變量,而這個(gè)基本的線性回歸模型應(yīng)該是一組潛在變量的結(jié)構(gòu)關(guān)系模型。這一組潛在變量分別是那些觀測(cè)變量中的某幾個(gè)的線性組合。在技術(shù)上,通過(guò)驗(yàn)證觀測(cè)變量之間的協(xié)方差,可以估計(jì)出這個(gè)基本線性回歸模型的系數(shù)值,從而在統(tǒng)計(jì)上檢驗(yàn)所假設(shè)的模型對(duì)所研究的過(guò)程是否合適,也就是檢驗(yàn)觀測(cè)變量的方差協(xié)方差矩陣與模型擬合后的引申方差協(xié)方差矩陣的擬和程度,如果證實(shí)所假設(shè)的模型合適,就可以得出結(jié)論:我們所假設(shè)的潛在變量之間的關(guān)系是合理的。
結(jié)構(gòu)方程式的基本概念
一般采用路徑圖(pathdiagram)的形式表示結(jié)構(gòu)方程式模型,這是最簡(jiǎn)單、最直觀的描述模型的方法,研究人員可以借助路徑圖直接和明了地將變量之間的關(guān)系以圖形的方式表現(xiàn)出來(lái)。流行的AMOS軟件可以直接利用路徑圖的模型設(shè)定進(jìn)行分析,并將分析結(jié)果直接標(biāo)識(shí)在圖中。習(xí)慣上,在路徑圖中潛在變量用橢圓型表示,觀測(cè)變量用矩形表示;如果兩個(gè)潛在變量之間有相互關(guān)系,用雙箭頭聯(lián)結(jié)這兩個(gè)潛在變量;如果兩個(gè)潛在變量是因果關(guān)系,則用單箭頭聯(lián)結(jié)這兩個(gè)潛在變量,箭頭指向結(jié)果變量。如果一個(gè)潛在變量可由若干觀測(cè)變量表示,這個(gè)潛在變量被看作觀測(cè)變量的因子(factor),用單箭頭聯(lián)結(jié)這個(gè)潛在變量與觀測(cè)變量,箭頭指向觀測(cè)變量,表示潛在變量直接影響了觀測(cè)變量的值。在因果關(guān)系模型中,影響其它變量而其自身的變化又假定是由因果關(guān)系模型外部的其它因素所決定的變量稱之為外生變量(exogenousvariable),由外生變量和其它變量解釋的變量稱為內(nèi)生變量(endogenousvariable)。
在SEM中,所假設(shè)的潛在變量之間的關(guān)系模型,是一種關(guān)于傳播理論的臨時(shí)的基本模型,我們稱之為結(jié)構(gòu)模型(structuralmodel);而那些在統(tǒng)計(jì)顯著的觀測(cè)變量與測(cè)量的潛在變量之間的線性關(guān)系模型,稱之為度量模型(measurementmodel)。結(jié)構(gòu)模型實(shí)際上是某種意義上的回歸模型,要做的工作是驗(yàn)證這個(gè)模型是否合適,也就變成了估計(jì)潛在變量之間相應(yīng)的回歸系數(shù)(路徑系數(shù))的值,而度量模型便是估計(jì)這些回歸系數(shù)的依據(jù)。
結(jié)構(gòu)方程式模型的評(píng)價(jià)
結(jié)構(gòu)方程是模型的目標(biāo)就是再生一個(gè)觀測(cè)變量的引申方差協(xié)方差矩陣Σ,使之與樣本方差協(xié)方差矩陣S盡可能地接近,同時(shí)評(píng)價(jià)模型對(duì)數(shù)據(jù)的擬合程度。如果引申的方差協(xié)方差矩陣Σ與樣本方差協(xié)方差矩陣S之間的差別非常小,也就是殘差矩陣各個(gè)元素接近于0,就可以認(rèn)為模型擬合了數(shù)據(jù)。
關(guān)于模型的總體擬合程度有許多測(cè)量指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)模型的評(píng)價(jià),涉及到模型對(duì)數(shù)據(jù)的總的擬合程度,AMOS軟件提供了多種判定擬合優(yōu)度的量。用戶可以在模型上面直接給出擬合統(tǒng)計(jì)量,顯示統(tǒng)計(jì)量結(jié)果。
①卡方統(tǒng)計(jì)量(X2)
最常用的擬合指標(biāo)是擬合優(yōu)度的卡方檢驗(yàn)(X2-goodness-of-fittest)統(tǒng)計(jì)量。在最大似然估計(jì)ML、一般最小二乘法GLS和廣義加權(quán)最小二乘法ADF下,卡方值X2等于樣本量減1乘以擬合函數(shù)的最小值。
在觀測(cè)變量服從多元正態(tài)分布且模型設(shè)定正確的話,如果分析方差協(xié)方差矩陣,則乘積服從卡方分布(或漸進(jìn)服從卡方平方分布)。這里需注意,它的檢驗(yàn)正好與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)研究相反,我們希望得到的不顯著的卡方值,大的值對(duì)應(yīng)差的擬合,小的值對(duì)應(yīng)于好的擬合。事實(shí)上,這里的卡方檢驗(yàn)是“擬合劣度(badness-of-fit)”檢驗(yàn),很小的卡方值說(shuō)明模型擬合很好。但是,卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與樣本量的大小密切相關(guān),當(dāng)樣本量越大,卡方值也越大,拒絕一個(gè)模型的概率就會(huì)隨著樣本量的增加而增加,也就是說(shuō),最好把卡方檢驗(yàn)看成是度量擬合優(yōu)度的量,而不是把它當(dāng)作檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。為減小樣本量對(duì)擬合檢驗(yàn)的影響,習(xí)慣上采用卡方值與自由度之比,如果比值小于2,則可以認(rèn)為模型擬合較好。
②擬合優(yōu)度指數(shù)(GFI)
擬合優(yōu)度指數(shù)(goodness-of-fitindex)GFI度量了觀測(cè)變量的方差協(xié)方差矩陣S在多大程度上被模型引申的方差協(xié)方差矩陣所預(yù)測(cè),如果Σ=S,GFI=1,意味著模型完美擬合。
③修正的擬合優(yōu)度指數(shù)(AGFI)
修正的擬合優(yōu)度指數(shù)(adjustedgoodness-of-fitindex)AGFI利用模型中參數(shù)估計(jì)的總數(shù)與模型估計(jì)的獨(dú)立參數(shù)—自由度來(lái)修正,估計(jì)的參數(shù)相對(duì)于數(shù)據(jù)點(diǎn)越小,AGFI越接近GFI。 以上兩個(gè)指數(shù)都在0和1之間,較大的數(shù)對(duì)應(yīng)于較好的擬合,一般大于0.9時(shí),則認(rèn)為模型擬合觀測(cè)數(shù)據(jù)。與X2不同的是,GFI和AGFI不是樣本容量的函數(shù),因?yàn)樗鼈儾⒉皇墙y(tǒng)計(jì)量,只是測(cè)量了樣本方差中估計(jì)方差所占的加權(quán)比例,因此不能用來(lái)對(duì)模型的擬合優(yōu)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。
④平方平均殘差的平方根(RMR)
平方平均殘差的平方根(rootmeansquareresidual)RMR度量了擬合殘差的一種平均值,說(shuō)明樣本方差和協(xié)方差在假定模型正確的情況下的估計(jì)值的差異,RMR越小,說(shuō)明擬合較好,如果RMR等于0,表明模型完美擬合。
⑤本特勒-波內(nèi)特規(guī)范指數(shù)(NFI)
本特勒-波內(nèi)特規(guī)范指數(shù)(Bentler-Bonettnormedfixindex)是從設(shè)定模型的擬合(或是擬合函數(shù),或用卡方值)與獨(dú)立模型(independencemodel)的擬合之間的比較。獨(dú)立模型是指假設(shè)所有變量之間沒(méi)有相關(guān)關(guān)系,也就是說(shuō),模型中所有的路徑系數(shù)和外生變量之間都固定為0,只估計(jì)方差。用來(lái)比較設(shè)定模型與獨(dú)立模型在擬合上的改善程度。
⑥近似誤差的平方根(RMSEA)
近似誤差的平方根(rootmeansquareerrorofapproximation)。習(xí)慣上,RMSEA取值小于0.05,表明相對(duì)于自由度模型擬合了數(shù)據(jù);另外,建議在90%的置信度下,如果RMSEA取值小于0.08,則可認(rèn)為近似誤差是合理的,或者說(shuō)在置信水平0.01下不能拒絕這一假設(shè)。RMSEA評(píng)價(jià)指標(biāo)近年來(lái)越來(lái)越受到重視。
⑦信息標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)(informationcriteriaindex)
信息標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量是為了作不同模型的比較,信息標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的值越小說(shuō)明含獨(dú)立估計(jì)參數(shù)越少的模型擬合越好,也就是說(shuō)簡(jiǎn)約模型(parsimoniousmodel)越好。一般在設(shè)定的理論模型中,使用同一數(shù)據(jù),按照理論減少模型中某個(gè)或某幾個(gè)自由參數(shù),比較某種信息標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)的差異,選擇指數(shù)最小的模型,也就是簡(jiǎn)約模型。
需要強(qiáng)調(diào)的是,雖然這里給出了許多評(píng)價(jià)模型擬合指數(shù),但是沒(méi)有唯一的模型擬合標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)是正確的。所以,在模型擬合過(guò)程中,要盡量納入各種指標(biāo),并盡可能地了解各種指數(shù)的內(nèi)在含義,這可能完全需要研究者來(lái)判斷。
實(shí)際應(yīng)用中,研究者還需要對(duì)度量模型和結(jié)構(gòu)模型的可靠性和有效性進(jìn)行必要的檢驗(yàn),一般可根據(jù)經(jīng)典的檢驗(yàn)理論,采用復(fù)相關(guān)系數(shù)和總決定系數(shù)說(shuō)明單個(gè)觀測(cè)變量或全部觀測(cè)變量作為潛在變量的度量指標(biāo)的可靠程度,以及單個(gè)或全部外生潛在變量對(duì)內(nèi)生潛在變量的方差效應(yīng)。
此外,模型及擬合的標(biāo)準(zhǔn)并不完全是統(tǒng)計(jì)問(wèn)題,即使一個(gè)模型擬合了數(shù)據(jù),也不意味著這個(gè)模型是“正確的”或是“最好的”。因?yàn)榭赡艽嬖谥葍r(jià)模型(equivalentmodels),競(jìng)爭(zhēng)模型(competingmodels)。如果簡(jiǎn)單模型的擬合與復(fù)雜模型的擬合一樣好,就應(yīng)該接受簡(jiǎn)單模型,因?yàn)?,我們的目?biāo)就是建立簡(jiǎn)約模型,也就是說(shuō)模型中的參數(shù)越少越好。因此,結(jié)構(gòu)方程式模型的模型策略簡(jiǎn)單就是美,最重要的是所有估計(jì)參數(shù)應(yīng)該有實(shí)際意義,能夠得到合理的解釋,研究者始終應(yīng)該將結(jié)構(gòu)方程式模型建立在有說(shuō)服力的理論假設(shè)上。