李宏翰
提取因素法,其实颇多样
2022-3-12 23:56
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探索性因素分析的核心是提取因素,也就是求解因素载荷矩阵,亦即得到题项与因素之间的关系矩阵。由于视角不同,目前有多种提取因素的方法。例如,在一些统计软件包中,提取因素的方法包括主成分法、不加权最小二乘法、广义最小二乘法、最大似然法、主轴因素法、α因素法、图像因素法。有的文献把这些抽取因素的方法分成两类,一类是主成分分析,即上述主成分法;另一类是共同因素分析,即上述除主成分法之外的6种方法(Worthington & Whittaker, 2006)。

在多元统计教科书中,主成分分析(principal component analysis, PCA)是与因素分析(factor anslysis)并列的统计技术,二者有共同之处,都是缩减指标,即减少变量个数。经过主成分分析,得到若干个主成分,主成分的个数明显少于原来变量的个数。经过因素分析,得到若干个因素,因素的个数明显少于原来变量的个数。

主成分分析与因素分析又有明显的不同之处。由主成分分析得到的主成分,是原来所有变量的线性组合,即,每个主成分都包含原来的所有变量,只是这些变量的权重不同。由因素分析得到的因素,是原来某些变量的线性组合,即每个因素只包含原来的某些变量。因此,经过主成分分析,考察指标会变少,而原来的变量数目保持不变;经过因素分析,考察指标会变少,原来的变量数目也会变少。

不难理解,在主成分分析中,某些变量在有的主成分上权重较大,在有的主成分上权重较小,甚至很小,小到可以忽视不计,从而,对于得到的主成分,可以略去一些变量,或者说,只保留那些权重较大的变量,于是,主成分与变量的关系,就会接近因素与变量的关系,这样一来,主成分分析就成了因素分析中提取因素的一种方法。正因如此,因素分析是否应当使用主成分法,一直存在争议,现在也没有解决。

其实,共同因素分析(common-factors anslysis, FA),才是与因素分析对应的抽取因素方法,如上所述,它包括一些具体的方法。对于这些方法,不妨记住一些研究结论。例如,当总体中的模型已知时,主轴因素法和最大似然法正确抽取因素的能力是大致相等的(Gerbing & Hamilton, 1996);最大似然法抽取因子,偶尔会出现主轴因素法不会出现的问题(Gorsuch, 1997)。

换句话说,主成分分析的目的是减少题项的数量,同时保留尽可能多的原始题项的方差,共同因素分析是考察能够解释题项中共有方差的潜在因素或结构,因此,共同因素分析更接近编制新量表的意图。

此外,虽然主成分分析与共同因素分析通常产生类似的结果(Velicer & Jackson, 1990),但是,在一些情况下,共同因素分析显得优于主成分分析(例如,Widamen, 1993)。与主成分分析相比,共同因素分析的结果更能有效地得到验证性因素分析的验证(Floyd & Widaman, 1995)。因此,编制新的量表,应当使用共同因素分析来提取因素。

有研究者对模拟的数据进行共同因素分析与主成分分析,很好地显示了这两种取向之间的差异(Worthington & Whittaker, 2006)。设想一名研究者对测量大学校风多样性感兴趣,并编制了12个题项来测量校风的3个不同方面(每个方面4个题项:其一,一般的舒适性或安全性;其二,多样性和开放性;其三,学习环境知觉。在一个500人的样本中,12个变量之间的相关表明,上述3个方面的题项中,均有一个题项与量表中的其他题项都不相关,例如,涉及这些题项的双变量相关均<.12。在共同因素分析中,这3个不相关的题项由于低的因素载荷(<.23)均从因素解中被合适地删除了,结果得到三因素解,每个因素包含3个题项。在主成分分析中,这3个不相关的题项一起共同构成了第四个因素(载荷>.45)。这个例子说明,在某些情况下,主成分分析可能高估因素载荷,对因素数量或保留的题项,造成错误决定。

然而,由于一些统计软件包把主成分分析作为缺省的提取因素方法,从而,不少编制量表类的研究,往往采用这种方法提取因素。不过,文献显示,越来越多的研究者在提取因素时,采用共同因素分析而非主成分分析了(Worthington & Whittaker, 2006)。

参考文献

Floyd, F. J., & Widaman, K. F. (1995). Factor analysis in the development and refinement of clinical assessment instruments. Psychological Assessment, 7, 286-299.

Gerbing, D. W., & Hamilton, J. G. (1996). Viability of exploratory factor analysis as a precursor to confirmatory factor analysis. Structural Equation Modeling, 3, 62-72.

Gorsuch, R. L. (1997). Exploratory factor analysis: Its role in item analysis. Journal of Personality Assessment, 68, 532-650.

Velicer, W. F., & Jackson, D. N. (1990). Component analysis versus common factor analysis: Some issues in selecting an appropriate procedure. Multivariate Behavioral Research, 25, 1-28.

Widamen, K. F. (1993). Common factor analysis versus principal components analysis: Differential bias in representing model parameters? Multivariate Behavioral Research, 28, 263-311.

Worthington, R. L., & Whittaker, T. A. (2006). Scale development research: A content analysis and recommendations for best practices. The Counseling Psychologist, 34, 806-838.

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