(14)验证性因素分析
大学优品PPT《高级心理统计》7. CFA
嵌套模型
• 如果乙模型所有自由参数只是甲模型中自由 参数的一部分,则称乙模型嵌套于甲模型内
嵌套模型的2比较
• 例:例2-工作倦怠的CFA
• 3因素模型显著地好于所有2因素模型和一因素模型吗?
可否应用相关矩阵作分析？
• SEM建立在方差和协方差分析上 • 用相关矩阵，大多数情况下正确 • 在某些况下并不正确(见Cudeck, 1989 ):
总变量数
模型设定-两个不相关因素
DA NI=6 NO=200 LA 指标变量的标签 X1 X2 X3 X4 X5 X6 相关矩阵，最好用 KM 协方差矩阵 1.0 .502 1.0 .622 .551 1.0 .008 .072 .028 1.0 .027 .030 指标变量 .049 .442 1.0 -.029 模型 潜变量 因素间不 的个数 设定 -.059 .018 .537 .413 的个数 1.0 相关 MO NX=6 NK=2 PH=DI FR LX 1 1 LX 2 1 LX 3 1 LX 4 2 LX 5 2 LX 6 2 潜变量的标签 LK ACADEMIC SOCIAL 输出路径图 输出标准化系数， PD 修正指标 OU SS MI
模型设定
• 量表的前三个项目是学业成就自尊的indicators， 后三个项目是社交自尊的indicators • 两个因素之间有相关
LISREL简介（1）
• 例：6个外显变外源内隐变量---- KSI （ ξ ） 外显变量---- X KSI 在X 上的效应系数（载荷）--- LAMDA（λ） X 的误差 ---- delta （δ） LX 5 2 是载荷矩阵的元素：外显变量X5在 ξ2上的载荷 PHI（Φ）3 2是因素的相关矩阵的元素：ξ3与ξ2的相关 TD（θ）4 3 是误差的协方差 矩阵的元素： X 4与X 3的误差的相 关
验证性因素分析
> .10 poor fit .08 - .10 mediocre fit .05 - .08 acceptable fit .01 - .05 close fit .00 exact fit
潜变量建模与Mplus应用
王孟成
• F1 BY y1-y5; !程序默认设置因子的第一个指标 的负荷为1。
• 固定方差法：
• F1 BY y1* y2-y5;!指标后加自由估计符号“*”可 以设定y1自由估计。
• !“*”还可用于设定开始值。 • F1@1; !使用固定参数符号@固定因子方差为1。
潜变量建模与Mplus应用
王孟成
2012.长沙.中南大学
潜变量建模与Mplus应用
王孟成
2012.长沙.中南大学
Chi-Square, χ2
• 卡方统计量是根据如下公式得到：
T = (N – 1) FML • FML为使用ML或其它估计法所得到的最小
拟合函数值，N为样本量。当样本足够大， 且符合多元正态分布时，(N – 1) FML服从中 央卡方分布(Central Chi-square Distribution)， 即从样本获得的值接近于卡方真值。SEM软 件会报告卡方值及显著性检验的结果。
王孟成
2012.长沙.中南大学
CFI
• 比较拟合指数 (Comparative Fit Index, CFI; Bentler,
1990)目前使用最广泛的指标之一(Fan, Thompson,
& Wang, 1999)，也是最稳健的指标之一(Hu &
Bentler, 1999)。
(14)验证性因素分析
Stevens,1996,.389
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相关概念
潜在变量：指无法直接被观察的变量，只能以间接的可观 察的态度、行为、知觉、感受等方式间接推论出来，通 常称为构念、层面或因素。其图形以圆形或椭圆表示
指标变量：又称为观察变量、显性变量或可测变量，研究 者可以直接观察或直接测量获得，获得的数据可以转化 为量化数据，外因潜在变量的指标变量以符号“X”表示 ；而内因潜在变量的指标变量以符号“Y”表示。其图形 通常以正方形或长方形表示。 无忧PPT整理发布
变量间的关系
单一方向的箭号：表示直接效果或单方向的路径关系
，单向因果关系又称为不可逆型，以单箭号表示。箭 号的起始点为因变量，箭号所指的地方为果变量，系 数注标表示时，先呈现“果”的变量编号，再呈现“ 因”的变量编号。
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图1，注标β21表示 潜在变量η1直接影响到 潜在变量η2，其中潜在 变量η1为“因”变量， 潜在变量η2为“果”变量
第十章 量化数据 的分析（六）
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1
验证性因素分析
验证性因素分析通常会依据一个严谨的理论，或在实证基础 上，允许研究者事先确认一个正确的因素模型，这个模型通 常明确将变量归类于那个因素层面中，并同时决定因素构成 间是相关的，与探索性因素分析相比，验证性因素分析有较 多的理论检验程序。
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3.验证性因素分析的参数估计 常用估计的方法 （1）未加权最小二乘法 （2）广义最小二乘估计 （3）极大似然估计
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4.模型的评价（常用拟合指数）
模 型 评 价 常 用 模 型 拟 合 指 数
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应用
对73名7~8岁儿童六项心理测验（平面想 象能力；空间想象能力；空间方向感； 段落理解；完整句子；词义理解）
验证性因素分析的几个指标
拟合优度指数
定义：拟合优度 指数是评估模型 与实际数据之间 拟合程度的指标
计算方法：通过 比较模型预测值 与实际值之间的 差异来计算
应用场景：用于 评估各种统计模 型，如回归分析、 方差分析等
注意事项：在使 用拟合优度指数 时，需要选择合 适的模型和评估 标准，并结合其 他指标进行综合 评估
验证性因素分析的几 个指标
,
汇报人：
目录 /目录
01
验证性因素分 析的背景
04
模型比较指标 的应用
02
验证性因素分 析的指标
05
模型修正指标 的应用
03
模型拟合度指 标的应用
06
模型评估指标 的应用
01 验证性因素分析的背景
研究目的和意义
验证性因素分析的 背景
研究目的：检验理 论模型与实际数据 的一致性
结构方程模型
定义：一种基于变量的协方差 矩阵来估计模型参数的方法
组成：测量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型和结构模型
特点：可以检验假设、估计模 型参数、并计算拟合指数
应用领域：社会科学、心理学、 医学等
06 模型评估指标的应用
模型稳定性评估
模型收敛性：评估模型是 否能够收敛到稳定解
模型拟合度：评估模型与 数据的拟合程度
模型参数稳定性：评估模 型参数是否稳定
近似误差均方根
定义：近似误差均方根是模型拟合度指标之一，用于衡量模型预测值与实际值之间的误差大小
计算方法：通过计算模型预测值与实际值之间的平方差的平均值，再开方得到
意义：近似误差均方根越小，说明模型预测值与实际值越接近，模型拟合度越好
验证性因素分析范文
验证性因素分析范文验证性因素分析是一种统计分析方法，主要用于评估和验证一个已经建立的理论模型是否与实际数据相吻合。
它基于因子分析的基本原理，并且通过拟合度指标和参数估计等统计量来评估模型拟合好坏，从而判断模型是否有效。
验证性因素分析常用于心理学、社会科学、市场研究等领域，用于测量和验证潜在的观测变量之间的关系。
其基本步骤包括：确定研究目的、建立理论模型、选择合适的变量、采集数据、运行验证性因素分析模型以及分析结果。
在进行验证性因素分析之前，需要明确研究目的和假设。
研究目的通常是通过数据分析验证或者修正一个已经建立的理论模型。
在建立模型时，需要定义潜在的观测变量以及它们之间的关系，形成一系列假设。
根据这些假设，选择适当的测量工具和样本进行数据采集。
数据采集完成后，可以运行验证性因素分析模型。
这里常用的模型包括结构方程模型(SEM)和对应分析模型(CFA)。
这些模型可以通过最大似然估计法来估计参数。
通过分析结果，可以得到各个观测变量的测量值以及它们对应的因子负荷量。
同时通过拟合度指标如卡方统计量、均方根误差逼近度(RMSEA)、标准化均方差残差(χ2/df)等对模型进行评估。
除了拟合度指标，还可以通过参数估计来评估模型拟合的好坏。
参数估计包括路径系数、因子间相关系数、因子负荷量以及测量误差。
通常认为，路径系数和因子间相关系数应该显著不为零，而因子负荷量应该大于0.4、此外，还可以通过测量误差的估计来检验观测变量的可靠性。
最后，根据验证性因素分析的结果，可以得到一系列结论。
如果拟合度较好，那么可以认为建立的理论模型与实际数据较好符合，模型是有效的。
如果拟合度较差，就需要对模型进行修改和改进，以更好地与实际数据相吻合。
总之，验证性因素分析是一种重要的数据分析方法，它可以用于评估和验证一个已经建立的理论模型是否与实际数据相吻合。
通过分析结果，可以得到各个观测变量的测量值以及它们对应的因子负荷量，以及拟合度指标和参数估计等统计量，从而判断模型是否有效。
验证性因素分析汇总
它是一種降維的相關分析技術，用來考察一組變數之間的共
一般而言，因素分析可分為探索性因素分析（exploratory
若我們只想利用因素分析來確定因素的維數，此時稱之為探
索性因素分析。
而當研究人員根據某些理論或者其他的先驗知識對因素的可
能個數或者因素結構作出假設，然後利用因素分析來檢驗這 個假設，此時就是驗證性因素分析了。
大於構面間相關係數最大值的平方時，就可認為構 面間具有區別效度。
換句話講，若所有構面的平均變異抽取量的最小值
16
13-3 驗證性因素分析範例
範例13-1
參考附錄一中【品牌形象、知覺價值與品牌忠誠度 之關係】之原始問卷，並開啟ex13-1.sav，試對品 牌形象構面進行驗證性因素分析，以證明品牌形象 量表具有良好的信、效度。
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CFA vs. EFA
探索性因素分析沒有先驗資訊，而驗證性因素分析有先驗資訊。 探索性因素分析主要可應用在三個方面： 1. 尋求基本結構 2. 數據化簡 3. 發展測量量表。 驗證性因素分析則允許研究者將觀察變數依據理論或先前假設構
成測量模式，然後評鑑此因素結構和該理論界定的樣本資料間的 符合程度。因此，主要應用於以下三個方面：
如果樣本容量足夠大的話，可以將資料樣本隨機分成兩半，
如果驗證性因素分析的擬合效果非常差，那麼還必須用探索
10
13-2 測量模式的評鑑
評鑑測量模式時，主要可分為四個步驟：
步驟1：檢驗違犯估計 步驟2：檢驗模式配適度 步驟3：檢驗收斂效度
步驟4：檢驗區別效度
11
基本概念
根據Anderson與Gerbing（1988）及Williams與Hazer
验证性因素分析
模型修订须注意的问题
根据MI(修正指数)进行修订 ➢ MI:卡方值的变化 ➢ Par Change: 多少参数发生变化;如为负值,则放弃; ➢ 从MI最大 的开始逐一修订(一次只能修订一条)
根据CR(临界比率)进行修订 ➢ CR<1.96(一般找CR<1.0)
模型的比较 Parcel 二阶因素分析
GFI对大样本非常敏感；
验证性因素分析中的几个问题
样本的大小？ 变量的数量 ？ 多样本的比较
Amos
Amos Graph Amos Basic
潜变量(外源变量)：椭圆/圆形 观测变量(内变量)：长方形/正方形 单向箭头从潜变量指向观测变量：潜变量 引起了观测变量值； 每个观测变量通常假定只与一个潜变量有 直接关系，而与其他任何观测变量则没有 直接关系； 潜变量是观测变量之间关系的中介环节
验证性因素的模型假设
在总体中,模型所有的变量(观测变量、潜变 量和误差)都假设其平均值为零； 公共因子与误差项之间相互独立； 各独立因子之间相互独立； 观测变量数大于公共因素数；
验证性因素分析的步骤
模型的定义 模型的识别 ➢ 模型中待估的参数的个数要小于或等于q （q+1）/2，其中q为可观测变量的个数 ➢ 每个潜变量对应的可观测变量的数目 参数的估计 模型的评价
项目信度
➢ GFI ➢ AGFI ➢ NFI ➢ TCL/NNFI
指标的选取
在极大似然估计方法中,NFI和NNFI有较好的稳 定性,RMSEA也是常被选用的一个指标;
卡方检验：（1）在得到卡方值不显著的前提下 接受所定义的模型;（2）在样本量很小时，几 乎接受所有的拟合劣势的模型，而在样本量大 的条件下，几乎拒绝所有的拟合较优的模型；
验证性因素分析
验证性因素分析验证性因素分析(exploratoryfactoranalysis，EFA)是一种数据分析技术，通常用来确定一组数据在潜在维度上的差异和相关性。
它既可以用来检测因变量的变化如何影响它们之间的关系，也可以用来检查实验设计中所使用的自变量是否有效。
验证性因素分析（EFA）也可以用来识别不同的变量在潜在维度上的相关性并评估研究的合理性。
验证性因素分析的应用甚广，可以用来审核研究中使用的变量，并对潜在的因素进行检验。
它可以用来从一组观测变量中定义潜在因素，也可以应用到定量和定性标准测量中。
此外，它还可以用来评估自变量和结果变量之间的关系，例如，在社会科学研究中，研究人员可以使用EFA来识别拟合模型中的自变量的结构。
验证性因素分析的基本原理是，分析一组观测变量之间的关系，包括它们之间的负相关、正相关或无相关，以及它们的方差和相关性的程度。
它的目的是通过分析这些变量之间的关系，让研究者能够揭示出观测变量可能具有的潜在因素，从而建立一个连贯的有效结构，帮助理解和解释观测变量之间的相互关系。
验证性因素分析的一个重要用途是，研究者可以利用它来研究一组变量，以决定它们是如何衡量某些可能的潜在因素的，也可以通过这种方式检测变量之间的联系是由独立因素还是由因素组成的结构形成的，以此对量表或其他测量技术进行验证和评估。
验证性因素分析可以用不同的方法进行，其中最常见的方法是主成分分析和因子分析。
主成分分析把观测变量归结到最小数量的全局因子。
而因子分析中，研究者可以开发出潜在因素的微观结构，从而更好地了解观测变量之间的相关性，并识别出其中的潜在因素。
验证性因素分析的结果需要在实际应用中进行确认，也需要时常关注研究的可行性，以及它是否能提供有用的信息。
事实上，验证性因素分析能够帮助研究者更好地了解实验设计，构建有效的实验测量，进而对不同变量之间的关系进行识别以及把握研究结果和结论。
因此，验证性因素分析在社会科学研究中具有重要的意义，有效地支持研究者有效地解决研究中遇到的问题。
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探索性因素分析与验证性因素分析的差异比较
探索性因素分析 EFA
理论产出 理论启发-文献基础薄弱 决定因素的数目 决定因素间是否有相关
变量可以自由归类所有因素
验证性因素分析 CFA
理论检验 强势的理论（或）实证基础 之前分析因素的数目已经固定 根据之前的分析固定因素间有 相关或没有相关 变量固定归类于某一特定因素
第十章 量化数据 的分析（六）
北京师范大学教育学部 刘京莉
验证性因素分析
验证性因素分析通常会依据一个严谨的理论，或在实证基础 上，允许研究者事先确认一个正确的因素模型，这个模型通 常明确将变量归类于那个因素层面中，并同时决定因素构成 间是相关的，与探索性因素分析相比，验证性因素分析有较 多的理论检验程序。
q(q+1)/2,q为观测变量的个数 （2）充分条件：a潜在变量之间的协方差矩阵Φ为单位
矩阵，并且观测变量X的因子载荷矩阵Λ的K列中至少有 K-1列是规定的元素，则模型可识别；b如Φ不是单位矩 阵，但对角线上的元素相同，若Λ的每一列中至少有S1(S为模型中公共因素的个数）个元素被规定，则模型可 识别 （3）充要条件：根据观察的总体方差和协方差由模型的 协方差结构方程的数学变换来解每一个参数，如果每一 个参数都有解，则模型可识别。
样本小时 否 严重低估
是 增加自由度调 整GF1
是 测量模型的绝 对拟合，模型 不简约时惩罚
否 精确稳定，嵌 套模型有用
否 用极大似然估 计较好，最小 二乘估计较差
标准拟合指数 >0.90 NFI
一般低估 是
否 对数据非正态 和小样本容量 非常敏感
应用
对73名7~8岁儿童六项心理测验（平面想 象能力；空间想象能力；空间方向感； 段落理解；完整句子；词义理解）
Stevens,1996,P.389
相关概念
潜在变量：指无法直接被观察的变量，只能以间接的可观 察的态度、行为、知觉、感受等方式间接推论出来，通 常称为构念、层面或因素。其图形以圆形或椭圆表示
潜在变量
被假定为“因” 被假定为“果”
潜在自变量或 外因变量 ξ
潜在依变量或 内因变量 η
指标变量：又称为观察变量、显性变量或可测变量，研究 者可以直接观察或直接测量获得，获得的数据可以转化 为量化数据，外因潜在变量的指标变量以符号“X”表示 ；而内因潜在变量的指标变量以符号“Y”表示。其图形 通常以正方形或长方形表示。
3.验证性因素分析的参数估计 常用估计的方法 （1）未加权最小二乘法 （2）广义最小二乘估计 （3）极大似然估计
4.模拟合型指数的评价理想（分数常数态用据时拟非能正否合指处大理小数不样同 本）评模估型 备注
很好估计 时指数是 的简
模
指数
否稳定 约型
型 绝对 卡方统计量 P>0.05 否 评 拟合
Φ12
ξ1
ξ2
可逆模型：又称互惠关系效果模型，表示两个变 量间具有双向因果关系的影响路径，第一变量直 接影响到第二个变量，而第二个变量也直接影响 到第一个变量。
β12
η1
η2
β21
验证性因素分析模型图
验证性因素分析的步骤
1.模型定义 根据理论假定，定义观测变量和潜在变量之间的关系、
潜在变量之间的关系以及特殊因素之间的关系。 2.模型识别 （1）必要条件：模型中待估的参数的个数要小于或等于
模型的整体拟合情况
拟合指 卡方 数
数值 7.853
自由度 卡方/ CFI 自由度
8
0.982 1.00
GFI AGFI NFI TLI EMSEA 0.966 0.910 0.958 1.00 0.000
从验证性因素分析的结果可以看出，因素载荷介于 0.65~0.88，说明测验项目具有较好的信度；从模型整 个拟合指数可以看出，各项拟合指数据均很好，说明测 验有较好的构想效度。
图2，注标β12表示潜在 变量η2直接影响到潜在变量 η1，其中潜在变量η2为 “因”变量，潜在变量η1 为“果”变量ຫໍສະໝຸດ X5 X6ξ1 ξ2
η1
λ52
ξ2 λ62
γ31 η2
γ32
β21 η2
β12
η1
η2
双向箭号：表示两个变量间为相关或共变的关系 ，即两个变量间不具单向因果关系，但可能具有 相关或共变关系，以Φ表示
变量间的关系
单一方向的箭号：表示直接效果或单方向的路径关系
，单向因果关系又称为不可逆型，以单箭号表示。箭 号的起始点为因变量，箭号所指的地方为果变量，系 数注标表示时，先呈现“果”的变量编号，再呈现“ 因”的变量编号。
图1，注标β21表示 潜在变量η1直接影响到 潜在变量η2，其中潜在 变量η1为“因”变量， 潜在变量η2为“果”变量
如当研究者得知量表或问卷是由数个不同潜在因素所构成的 ，为了确认量表的各因素是否与最初探究的构想相同，会以 不同的样本为对象加以检验。此时量表的各因素与其题项均 已固定，研究者所要探究的是量表的因素结构模型是否与实 际收集的数据拟合，指标变量是否可以有效作为因素构成（ 潜在变量）的测量变量，此种因素分析的程序，称为验证性 因素分析（confirmatory factor analysis, CFA）。
否
否 多组比较分析
是特别有用
价 指数 拟合优度指数 >0.90
不清楚
否
否 不同模型
GFI
常
调整的拟合优 >0.90
用
度指数AGF1
模 型
近似均方根残 <0.08 差RMSEA
拟 合
相对 拟合
相对拟合指数 >0.90 CF1
指 指数 Tucker-Lewis >0.90
数
指数TL1
不清楚
否
不清楚
否
一般低估 是