试论作为一种研究思路的结构方程模型

摘 要：结构方程模型（SEM）是一种采用验证性研究路径分析某一现象结构理论的统计方法。近年来已逐步运用于外语教育的多个研究领域，但在实际应用中却存在明显误区，即SEM研究的设计方案多数是探索性分析。这既不同于国外学者的验证性研究取向，也违背了SEM重在验证性分析的基本原则。从方法论的高度审视SEM的实质，指出SEM不仅是一种非实验研究范式，更是一种极具价值的研究思路，即先理论后实证具有普适性的研究思路。此外，还从理论的基本特征出发，结合语言研究的具体案例探讨SEM的主要适用情况。

关键词：结构方程模型；外语教育研究；验证性分析；研究思路；适用情况

中图分类号：H01

文献标识码：A 文章编号：1672-1101（2014）02-0069-06

收稿日期：2013-11-10

基金项目： 福建省教育厅社科项目“中国学生英语阅读的内在结构研究”（JA10108S）资助

作者简介：李光泽（1975-），男，福建德化人，讲师，博士，研究方向：心理语言学、语言学方法论。

Structural equation modeling as a research approach

LI Guang-ze

（School of Foreign Languages， Fujian Normal University， Fuzhou 350007， China）

Abstract：Structural equation modeling （SEM） is a statistical methodology that takes a confirmatory approach to the analysis of a structural theory bearing on some phenomenon. In recent years， SEM has been applied in various areas of foreign language education research in China， but in practice， the majority of Chinese scholars took an exploratory approach， rather than the confirmatory one adopted either by the researchers in the West or by SEM itself. Therefore， the present paper examines the nature of SEM from the perspective of methodology， pointing out that SEM is not only a paradigm for non-experimental research，but also a worthwhile research approach， known as the “theory-then-research” approach. In light of basic theoretical features， the paper also discusses major scenarios using SEM illustrated by case study.

Key words：structural equation modeling； foreign language education research； confirmatory analysis； research approach； scenarios using SEM

结构方程模型（Structural equation modeling， 简称SEM）是一种采用验证性研究路径分析某一现象结构理论的统计方法[1]。目前，SEM已广泛运用于教育学、心理学和社会学等研究领域，也逐步运用于外语教育研究[2]。SEM之所以受到众多研究者的青睐，其中最主要的一个原因是，跟传统的统计方法相比，结构方程模型具有无可比拟的优越性，主要体现在四个方面[1，3]。首先，SEM处理难以直接观测的变量具有独特的优势。社会科学或行为科学往往会涉及到大量的不可直接观测的变量，如智力倾向、语言能力、学习动机、幸福感等，这些概念大多也没有公认的测量指标和统一工具。这些概念在SEM中即为所谓的“潜在变量”。从这个方面来讲，SEM是可检验潜在变量（latent variable）和观测变量（observed variable）之间关系的唯一一种多元统计方法，因为传统统计方法只能处理观测变量。其次，SEM采取验证性（假设检验）而非探索性的数据分析路径，相反，传统统计方法，如相关分析、探索性因子分析，在性质上属于描述性的。再次，SEM可同时处理多个因变量，而回归分析或路径分析每次却只能计算一个因变量。SEM还容许自变量和因变量含有测量误差，回归分析和路径分析却要假设每个变量没有测量误差。最后，SEM可同时估计分析因子结构（潜变量与观测变量的关系）和因子关系（潜变量之间的关系），并估计整个模型的拟合程度以及计算不同模型对同一样本数据的拟合程度。

在国内，SEM在外语教育研究的具体运用始于20世纪90年代末的写作研究[4]，随后逐渐扩展到学习动机、语误分析、语言测试、情感因素、外语磨蚀等研究领域。总体而言，10年来外语研究者对SEM的认知和运用水平有了明显提高，但深入分析现有研究并结合近期的文献综述[5]，不难发现SEM在外语教育研究中的使用存在两大问题：一是尚未引起研究者的足够重视，1999年以来的10年间共发表14篇实证研究，可谓凤毛麟角。显然，SEM及其运用还待于进一步推广和普及。二是SEM具体研究方案大多以探索性分析为主，与国外学者用SEM来验证事先假定的理论模型的倾向构成鲜明对照，也违背了SEM重在对事先假定好的理论模型进行验证性分析的基本原则[2]84-89。造成目前外语界SEM运用误区的主要原因可能在于研究者未能认清和把握SEM的实质，另一方面，可能是外语期刊专门介绍SEM的文章[6-7]过于重视SEM建模步骤和软件技术操作，未能强调SEM研究所蕴含的理论先行的前提性条件，更疏忽了在SEM模型设定阶段应如何根据理论和前人研究提出理论模型的关键论证，从而未能给研究者以正确的导向。

鉴于此，本文从方法论的高度审视SEM的实质，指出SEM不仅是一种非实验研究范式，更是一种重要的研究思路，即先理论后实证的研究思路。此外，还从理论的基本特征出发，结合具体的研究案例探讨SEM的主要适用情况。

一、结构方程模型的实质

想要探究SEM的实质，有必要了解SEM研究与分析的基本过程（见图1）。

图1 SEM研究步骤与过程大多书籍或文章讨论SEM使用过程时主要侧重模型设定、模型识别、模型估计、模型检验、模型修正等五个步骤的介绍，但本文采用的SEM研究过程示意图却旗帜鲜明把理论作为研究的起点，因而更好地揭示出SEM研究的特性。本文SEM研究过程示意图引自Structural Equation Modeling using AMOS： An Introduction http：//.cn/qkpdf/ahls/ahls201402/ahls20140217-1.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文

以下，笔者结合自身的研究案例[16]就SEM的两种基本适用情况分别给以讨论和分析。本研究以346名小学生为研究对象，探讨语音意识的实质及其在汉语阅读中的作用路径。语音意识（phonological awareness）是心理语言学一个非常活跃的研究领域，研究表明语音意识对儿童早期阅读发展（词汇阅读）起到关键作用，语音意识与阅读的关系还表现出跨语言的一致性或普遍性。但语音意识的内在本质特征及作用机制有待于研究。本研究以词汇阅读过程和词汇表征的理论视角为切入点，详细分析语音意识的内在特征及其对阅读的作用路径。理论分析结果表明，语音意识在本质上反映了语音表征质量，具体包括特定单词语音表征和形音对应语音表征两大特征，两大特征在阅读时独立发挥作用。

这样，本研究就有了2个研究目标：（1）验证语音意识双特征模型是否成立（见图2）；（2）验证语音意识两大特征能否独立作用于阅读（见图3）。根据研究目标以及SEM要求每个潜变量至少由两个以上的观测任务来测量的研究前提，本研究的语音意识任务包含声母判断任务和韵母判断任务，而且均采用听觉和视觉两种测量方案。听觉的声母-韵母意识两个任务用于测量语音意识的特定单词语音表征，而视觉的声母-韵母意识两个任务测量形音对应语音表征。阅读能力主要考察词汇加工效率，具体任务是反义词判断和句子命题判断。

在数据收集之后，运用AMOS 5.0统计软件对上述研究目标分别进行验证性因子分析和结构方程模型，关注的拟合指标有：卡方值（X2）、自由度（DF）、卡方值与自由度之比（X2/DF）、拟合优度指数（GFI）、规范拟合指数（NFI）、比较拟合指数（CFI）以及平方根残差值（RMSEA）。此外，在SEM模型建构图中（图2、图3），椭圆形表示潜在变量，矩形表示观测变量，圆形则表示测量误差。单箭头表示预测与被预测的关系，而双箭头表示相关关系。

（一）概念结构模型验证

为了检验语音意识两大特征模型是否成立，本研究分别构建了单特征模型和双特征模型（图2）加以对比验证。单特征模型是指四个语音实验任务依附于单一因子，与双特征模型形成对照。验证性因子分析的结果见表1。一般认为，X2/DF值介于1到3（越小越好），拟合优度指数（GFI）、比较拟合指数（CFI）、规范拟合指数（NFI）等拟合指数应在0.90以上（越近于1越好），平方根残差值（RMSEA）小于0.08（越小越好），可以较好地拟合数据，验证模型。从表1的拟合情况来看，研究数据明显拒绝单特征模型，而支持了双特征模型，从而证实本研究理论分析提出的语音意识本质特征具有心理现实性。

表1 研究数据与语音意识特征模型的拟合情况

图2 语音意识双特征模型

注：ONSETVIS和RIMEVIS分别指视觉的声母和韵母判断任务，ONSETAUD和RIMEAUD分别指听觉的声母和韵母判断任务，word-spe和graph-phon分别指特定单词语音表征和形音对应语音表征。

（二）关系结构模型验证

语音意识两大特征能否独立作用于阅读是另一个需要验证的问题。为此，本研究建构了3个结构方程模型：独立作用模型（图3）、特定单词语音表征间接作用模型、形音对应语音表征间接作用模型。独立作用模型是指语音意识两大本质特征都直接作用于阅读。特定单词语音表征间接作用模型是指形音对应语音表征直接作用于阅读，而特定单词语音表征通过形音对应语音表征间接作用于阅读。形音对应语音表征间接作用模型是指形音对应语音表征通过特定单词语音表征间接作用于阅读。表2的拟合数据分析表明，独立作用模型与研究数据构成最佳拟合，进一步从语音意识的作用机制角度证实了语音意识两大本质特征构成的适恰性。图3进一步显示，特定单词语音表征与形音对应语音表征对阅读的直接影响系数分别为0.37（P=0.002<0.01）和0.38（P=0.002<0.01），两个因素共解释阅读50%的变异。

表2 研究数据与语音意识作用模型的拟合情况

图3 独立作用模型

注：ONSETVIS和RIMEVIS分别指视觉的声母和韵母判断任务，ONSETAUD和RIMEAUD分别指听觉的声母和韵母判断任务，word-spe和graph-phon分别指特定单词语音表征和形音对应语音表征，LEXICAL和PROP分别指词汇判断和命题判断。

总之，本研究遵循SEM先理论后实证的研究思路，首先通过理论分析提出语音意识具有两大本质特征，且两大特征独立作用于阅读过程的构想，然后运用验证性因子分析和结构方程模型加以检验。数据分析结果表明，理论模型与研究数据拟合比较理想，从而证实了本研究有关语音意识本质特征的论断，其结果深化了对语音意识的本质认识。

三、结语

从以上有关SEM的研究过程、研究思路、适用情况以及具体实例的分析，可以得出：（1）SEM比起传统的统计方法具有多个方面的独特优势，首先体现在处理难以直接测量的变量；（2）SEM研究在本质上是理论驱动的，其过程是检验模型的过程；（3）作为一种非实验的研究范式，SEM研究凸显了先理论后实证的研究思路；（4）SEM的适用情况与理论的基本特征有关，主要用于概念结构验证和关系结构验证。

由SEM的上述特点可以预见，SEM在外语教育研究领域具有广阔的应用前景。原因有二：一方面，外语学习不仅涉及语言能力和语用能力的中介语系统，还受到智力、年龄、性别、学能、动机、策略、风格等学习者内部因素以及包括社会环境、家庭环境、学校环境、课堂环境和教学方法的学习者外部因素的影响[17]。这就意味着外语教育研究必然要考察这些因素和它们之间可能存在的关系，及其对外语学习者语言能力发展的影响；另一方面，在众多的SEM统计软件中，AMOS简单易学，无需计算机编程，通过菜单式操作就可完成模型验证的全过程[8]，这有助于外语研究者的掌握和运用。

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[责任编辑：吴晓红]

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