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1、第9章 结构方程模型,第9章 结构方程模型,本章学习目标 理解结构方程分析的基本思想与原理 了解结构方程模型分析方法的优点 熟悉结构方程模型中常用的概念 掌握结构方程模型构建的步骤 熟练掌握应用SPSS软件中的AMOS插件进行结构方程模拟的操作 掌握实验结果的分析与利用 了解结构方程模型在经济管理数据分析中的应用,第9章 结构方程模型,结构方程模型（Structure Equation Modeling, SEM）是应用线性方程系统表示观测变量与潜变量之间，以及潜变量之间关系的一种方法，其实质是一种广义的一般线性模型。与传统的线性回归模型不同，结构方程模型允许研究人员能够同时检验一批回归方程，
2、而且这些回归方程在模型形式、变量设置、方程假设等方面也与传统回归迥然不同，因此，其适用范围也比传统回归分析更为多元化。,实验一 结构方程模型,实验目的 明确结构方程分析有关的概念 熟练掌握结构方程模型构建的过程 能用SPSS软件中的AMOS插件进行结构方程模拟及检验 培养运用结构方程分析方法解决身边实际问题的能力,准备知识 结构方程模型中常用概念,测量变量：也叫观察变量或显示变量，是直接可以测量的指标。 潜变量：其测量是通过一个或几个可观察指标来间接完成的。 外生潜在变量：他们的影响因素处于模型之外，也就是常说的自变量。 内生潜在变量：由模型内变量作用所影响的变量（因变量）。,准备知识 结构方
3、程模型的应用范围,结构方程模型的主要应用范围有两个：其一是对难以直接观测到的潜变量提供一个可以观测和处理的方式，以便对该变量作进一步的研究；其二是研究不同变量之间可能存在的相关关系。 如果所研究的变量都是可以直接观测得到的，结构方程模型所能检验的就是变量之间相关关系的显著性，这种关系通常也称为结构关系。 如果在研究中所涉及的变量有部分为不可观测到的潜变量，此时必须首先完成该潜变量的构建，将其转化为可观测的变量后再对变量间可能的关系进行处理，在这一情况中，结构方程模型可以同时处理测量关系和结构关系。,主成分分析的基本思想,它通过对原始变量相关矩阵或协方差矩阵内部结构关系的研究，利用原始变量的线性
4、组合形成几个综合指标(主成分)，在保留原始变量主要信息的前提下起到降维与简化问题的作用，使得在研究复杂问题时更容易抓住主要矛盾。,结构方程模型的优点,（1）允许回归方程的自变量含有测量误差 在传统统计方法特别是计量模型中，自变量通常都是默认可直接观测的，不存在观测误差。但是对于管理学等社会科学领域的很多研究课题来说，模型所涉及的自变量常常不可观测，结构方程模型将这种测量误差纳入模型，能够加强模型对实际问题的解释性。,结构方程模型的优点,（2）可以同时处理多个因变量 在传统计量模型中，方程右边的因变量一般只有一个，但是在管理学等社会科学领域，因变量常常有多个，例如员工素质可以影响企业文化，也可以
5、影响企业绩效，这样在结构方程模型中，允许同一模型中出现多个因变量，在模型拟合时对所有变量的信息都予以考虑，可以增强模型的有效性。,结构方程模型的优点,（3）可以在一个模型中同时处理因素的测量和因素之间的结构 传统的统计方法中，因素自身的测量和因素之间的结构关系往往是分开处理的对因素先进行测量，评估概念的信度与效度，通过评估标准之后，才将测量资料用于进一步的分析。 在结构方程模型中，则允许将因素测量与因素之间的结构关系纳入同一模型中同时予以拟合，这不仅可以检验因素测量的信度和效度，还可以将测量信度的概念整合到路经分析等统计推理中。,结构方程模型的优点,（4）允许更具弹性的模型设定 在传统建模技术
6、中，模型的设定通常限制较多，例如，单一指标只能从属于一个因子，模型自变量之间不能有多重共线性等。 结构方程模型既可以处理单一指标从属于多个因子的因子分析，也可以处理多阶的因子分析模型。在因素结构关系拟合上，也允许自变量之间存在多重共线性关系。,结构方程构建步骤,在进行模型估计之前，要先根据理论分析或以往研究成果来设定初始理论模型。 测量模式是指实际观察值与其背后的潜在特质间的关系；结构模式是指因素与因素间的关系，潜变量间的函数关系。,典型的结构方程模型如下：,结构方程模型代码含义,结构方程构建步骤,确定所设定的模型是否能够对其估计求解。，如果模型是可识別的，表示理论上模型中的每一个参数都可以估
7、计出唯一的一个估计值。 模型识别结果包括不能识别(Under-Identified)、适度识别(just-Identified)及过度识别(Over-Identified)三种。,模型识别,模型识别,自由参数：未知并需要估计的参数。 固定参数：不自由的并固定于设定值的参数。如在测量模型中，或者将每个潜在变量标识的因子负荷之一设定为1，或将该潜在变量的方差设定为1；对于结构方程，一些通径系数应该被设定为0，这意味着被设定为无影响作用。 限制参数，那些未知的，但被规定相等于另一个或另一项参数值的参数。 通过固定或限制一些参数，自由参数的数目就可以减少，原来不能识别的模型有可以变为可以识别模型。,结
8、构方程构建步骤,最大似然法（maximum likelihood）和广义最小二乘法（generalized least square）,结构方程构建步骤,对模型的整体拟合效果和单一参数的估计值进行评价。如果模型拟合效果不佳，可以对模型进行修正来提高模型拟合效果。,模型评价,卡方检验指标,残差分析指标,评价指标名称,替代性指标名称,实验内容 为了了解大学生闲暇时间消费状况与幸福指数之间的关系，设计调查问卷并收集相关数据，在理论上将大学生闲暇时间消费划分为社交活动时间、文化休闲时间和网络休闲时间。大学生的幸福指数由其个体满意度、就业准备满意度与社会满意度三个方面组成， 请对大学生闲暇时间消费与满意
9、度之间构建结构方程模型。,实验步骤 结构方程分析由SPSS17.0软件中的AMOS插件完成。下面以案例说明判别分析的基本操作步骤。,实验步骤,（1）准备工作。在SPSSl7.0软件中安装AMOS插件后，先调用SPSS17.0软件，打开数据文件9-1.sav，通过选择“文件打开”命令将数据调入SPSSl7.0的工作文件窗口。,（2）打开AMOS对话框 执行“分析”AMOS命令，打开结构方程分析的主对话框。操作过程见图,AMOS界面图,File的下拉菜单,（3）AMOS界面简介菜单栏的主要功能 File菜单，在File按钮下拉的菜单之中，提供了文件存取的一系列选项，如图所示。各选项功能简介如下：
10、File菜单 New是在绘图区新建一个空白的路径图； New with Template是从Templete文件夹中导出*.amt文件； Open是打开一个已知位置的存储文件； Retrieve Backup是打开之前存储的备份文件； Save是存储正在编辑的路径图； Save as是把正在编辑的路径图存储至特定的位置并重新命名； Data Files是选择模型拟合所采用的数据文件；,（3）AMOS界面简介菜单栏的主要功能 Print是打印正在编辑的路径图； File Manager是管理正在编辑的与文件相关的一系列文件； Exit是退出AMOS程序。 Exit下面提供了连接到AMOS最近访问
11、的几个路径图文件的快捷方式。单击该文件名即可打开相应的路径图文件。 注意：把路径图文件存储在某一特定位置后，在该文件夹中将会出现几个名字相同而后缀不同的存储文件，其中，*.amw是所存储的路径图文件；*.bk1和*.bk2是自动生成的备份文件，可以通过Retrieve Backup打开；*.AmosTNP、*.AmosTN、*.AmosP、*.amp都是AMOS的文件管理文件，可以双击这些文件打开相应的存储文件。*.amo是模型拟合之后出现的拟合结果文件。,Edit的下拉菜单,Edit按钮 在Edit下拉的菜单之中，提供了路径图编辑的相关工具，如图所示。各选项的功能如下： Undo是撤销上一步
12、的编辑动作； Redo是恢复所撤销的编辑动作； Copy是把选定的图形复制到剪贴板； Select是选定要编辑的图形，一次只能选择一个； Select All是选定绘图区所有的图形； Deselect All是取消对所有图形的选择； Link是把正在编辑的图形联系在一起，这些图形可以一起执行某些操作； Move是移动所选定的图形； Duplicate是复制所选定的图形； Erase是删除所选定的图形； Move Parameter是移动所设定的参数位置；,Edit按钮 在Edit下拉的菜单之中，提供了路径图编辑的相关工具，如图所示。各选项的功能如下： Reflect是将所选定的图形作镜面对称；
13、 Rotate是旋转所选定的图形； Shape of Object是调整所选定的图形大小； Space Horizontally是水平调整选定的图形； Space Vertically是水垂直平调整选定的图形； Drag Properties用来设定正在编辑的图形的性质； Fit to page是使绘图区的图形与绘图区域大小相适应； Touch up是用来使图形相对协调美观。 为了方便绘图，这些编辑工具基本上在工具栏中都可以找到。使用者只需点击工具栏上的图标就可以激活这些工具。,View/Set的下拉菜单,Interface Properties之下提供了一个菜单，用于设置路径图编辑界面的属性
14、，如图所示。,Interface Properties Language标签下提供了文件界面语言的选择； Typefaces标签下提供了变量名字、参数值、图形标题的字体格式选择； Pen Width标签下提供了路径图绘制过程中线条和箭头的大小格式选择； Misc标签下提供了界面属性的一些细微之处的调整，例如，是否在绘图区设置带有方格的背景，图形过于密集而使用工具栏上的放大工具查看时的放大倍率等； Page Layout标签下提供了界面设置的一些选项，例如绘图区的上下和左右边距，绘图区是横向还是纵向等，使用者需要把路径图复制到另外的文档或其他文件中时，这里的调整特别重要； Formats标签下提
15、供了参数格式的设置选项； Colors标签下提供了绘图时所涉及的线条颜色设置。,Analysis Properties之下提供了一个菜单，用于设置模型拟合过程中的一些选项 ，如图所示。,Analysis Properties Estimation标签下提供了模型拟合方法的选项，在AMOS分析中使用最多的是最大似然法，当然，在这一标签之下也提供了其他几种拟合方法； Numerical标签下提供了模型分析过程中迭代法设定的选项，因为模型的拟合实际上是用迭代法予以实现的；Bias标签下提供了采用数据资料协方差矩阵进行模型拟合时的一些设定选项； Output标签下提供了AMOS输出结果中需要提交哪些分
16、析过程和结果的选项，例如标准化回归结果、多元平方相关系数、多元正态检验等；,Analysis Properties Bootstrap标签下提供了执行Bootstrap过程的一些选项的选择。Bootstrap过程是一种代替最大似然法的拟合过程，通常在数据严重不满足正态性分布时可以采用这一迭代方法。Bootstrap过程可以产生新的卡方值和对应的p值（p-value），用于判断所设定的模型是否能够显著地拟合非正态分布的数据资料； Permutations标签下提供了排列检验的一些设定。所谓排列检验是用于检验样本资料中的配对是否是一种随机配对； Random标签下提供了Bootstrap过程以及排列检验过程中需要用的随机数的生成方法； Title标签下提供了下提供了AMOS输出结果的标题编辑。,Object Properties提供了正在编辑的对象的基本属性，包括名称、格式、参数值等。如图所示。,Object Properties Variables in modes 提供了正在编辑的路径图中
