基于因子分析法的“學(xué)習(xí)性投入”審視——以C大學(xué)為研究案例

黃 銀，邢全超

(重慶大學(xué)高等教育研究所，重慶 400044)

大學(xué)本科教育因其“基礎(chǔ)性”和“廣泛性”的特性，而成為全球高等教育質(zhì)量改革的核心任務(wù)。美國通過設(shè)計National Survey of Student Engagement測評工具而展開的相關(guān)研究產(chǎn)生了較大的學(xué)術(shù)影響和社會影響。2008年清華大學(xué)教育研究院引入美國National Survey of Student Engagement測評工具，結(jié)合中國具體的教育環(huán)境處理形成NSSE－China測評工具，2010年正式更名為中國大學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展追蹤研究(Chinese College Student Survey，以下簡稱 CCSS)。

一、“學(xué)習(xí)性投入”的解讀

關(guān)于“學(xué)習(xí)性投入”的概念和結(jié)構(gòu)的定義，學(xué)界尚未形成統(tǒng)一的觀點，不同學(xué)者從不通的研究視角提出了不同的見解。在CCSS測評工作中主要采用庫(G．D．Kuh)的“學(xué)習(xí)性投入”概念:學(xué)習(xí)性投入是一個測量學(xué)生在學(xué)業(yè)與教育活動中所投入的時間和精力，以及學(xué)生如何看待學(xué)校對他們學(xué)習(xí)的支持力度的概念，其本質(zhì)是學(xué)生行為與院校條件的相互作用。

2013年的中國大學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展追蹤研究(Chinese College Student Survey，CCSS)指標(biāo)體系已經(jīng)較為成熟，其具體指標(biāo)構(gòu)成如表1。

二、因子分析法下的“學(xué)習(xí)性投入”再審視

問卷中的眾多指標(biāo)能夠較全面地反映“學(xué)習(xí)性投入”的情況。對諸多指標(biāo)進行因子分析，更易于把握學(xué)習(xí)性投入的重點，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

表1 2013年CCSS學(xué)習(xí)性投入調(diào)查的指標(biāo)結(jié)構(gòu)

(一)因子分析的基本思路

運用因子分析法［1］，將 C大學(xué)2013年 CCSS調(diào)查問卷中眾多的原始指標(biāo)，通過降維處理將有高度關(guān)聯(lián)性的指標(biāo)聚集在一起，把眾多的原始輸入變量濃縮成幾個相互獨立又包含絕大部原有變量信息的因子變量，利用這個幾個代表因子解釋較多需要觀測的變量中存在的復(fù)雜關(guān)系。這樣的處理主要有3個方面的益處:一是最大化地縮減變量的數(shù)目，二是簡化變量特征的難度，三是降低問題分析的復(fù)雜度。因子分析統(tǒng)計模型如下:

設(shè) p 個可以觀測的指標(biāo)為 x1，x2，…，xp，m 個不可觀測的因子為 F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m，則因子分析模型描述如下:

其中:m＜p

F=(F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m)是不可測的向量，我們把F稱為X的公共因子，其均值向量E(F)=0，協(xié)方差矩陣Cov(F)=1，即向量的各分量是相互獨立的(ε1，ε2，…，εp)是特殊因子，與 F 相互獨立，且 E(ε)=0。A=(aij)，aij為因子載荷，數(shù)學(xué)上可以證明，因子載荷aij就是第i指標(biāo)與第j因子的相關(guān)系數(shù)，載荷越大，說明第j個指標(biāo)與第i個因子的關(guān)系越密切;反之載荷越小，關(guān)系越疏［2］。

(二)因子分析的輸出解釋:“學(xué)習(xí)性投入”再審視

本調(diào)查使用是中國大學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展追蹤研究調(diào)查問卷2013版，采取全樣本調(diào)查方式對C大學(xué)全體在校本科生發(fā)放調(diào)查問卷，收回有效問卷5 045份，經(jīng)有效樣本的年級、性別、學(xué)科、學(xué)院的代表性檢驗，樣本具有較好的代表性。

1．KMO檢驗和Bartlett球形檢驗

根據(jù)表2可以得出，KMO取值0．830，屬于Kaiser給出適合做因子分析的標(biāo)準范圍0．9＞KMO＞0．8;Bartlett球形檢驗的數(shù)據(jù)值為80 618．451，統(tǒng)計量值比較大，適合作因子分析;Bartlett球形檢驗的相伴概率為0．000，小于顯著水平0．05，因此拒絕球形檢驗的零假設(shè)，證明適合于因子分析。

表2 KMO和Bartlett球形的檢驗

2．變量的共同度

根據(jù)表3可以得知，“主動合作學(xué)習(xí)水平”的共同度為0．932，可以理解為兩個公因子能夠解釋“主動合作學(xué)習(xí)水平”方差的93．1%，本例中“生師互動”“校園環(huán)境支持度”“反思與整合學(xué)習(xí)”等其他變量共同度的解釋類似。

表3 共同性公因子方差

3．方差解釋表

在表4中“初始特征值”一項中的“累計%”列可以看出前5個公因子解釋的累計方差達到69.243%，可見選取前5個公因子就能夠?qū)υ姓w變量信息進行較為全面的解釋。而“提取平方和載入”與“初始特征值”兩項中的“合計”與“方差的%”兩列取值一樣，則可以表明原有總體信息超過69%的信息可以由這5個公因子來解釋。

表4 總方差分解

4．特征值碎石圖

圖1是根據(jù)表4中“初始特征值”一項中的“合計”列的數(shù)據(jù)按照特征值降序排列而生成的關(guān)于初始特征值(也就是方差貢獻率)的碎石圖，從中可以觀察到從第6個公因子到第22個公因子特征值整體變化趨于平緩，所以提取第1個至第5個公因子較為合適。

5．旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

根據(jù)表5可以得知，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的公因子比未旋轉(zhuǎn)時更能夠清晰地顯示每個公因子上的載荷分配，這樣也就能夠?qū)Ω饕蜃拥囊饬x進行更加準確清楚地解釋。如果一個因子的載荷絕對值較大，則表明這因子與變量的相關(guān)系數(shù)高，說明此因子能夠較為準確的代表這個變量。

圖1 特征值碎石圖

第1個公因子代表校園環(huán)境支持度、有效教學(xué)實踐、互動質(zhì)量、支持性環(huán)境、課程要求的嚴格程度、向?qū)W/厭學(xué)、自我報告的教育收獲和在校滿意度8個變量因素;第2個公因子更適合代表學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、高階學(xué)習(xí)、反思與整合學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)策略和課程教育認知目標(biāo)這5個變量;第3個公因子則表示主動合作學(xué)習(xí)水平、合作性學(xué)習(xí)和課程學(xué)習(xí)行為3個變量;第4個公因子代表生師互動、數(shù)量推理和生師互動ind三個變量;第5個公因子代表教育經(jīng)驗豐富度、與多元人群的討論和課程外拓展性學(xué)習(xí)行為3個變量。根據(jù)各個變量的特點，可以分別把5個因子命名為教育環(huán)境因子、深度學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、生師交流、實踐活動。這樣就可以利用新提取出來的這5個潛在因素對樣本中的22個投入指標(biāo)加以描述了。

6．因子得分系數(shù)矩陣

根據(jù)表6可以推到得出因子得分最終公式:

由上式可知，在測評學(xué)生“學(xué)習(xí)性投入”活動時，可以直接計算出這5因子的標(biāo)準化值，也就是該生這一因子得分，即決定這22個指標(biāo)潛在投入的強弱，大致衡量出該生的學(xué)習(xí)性投入情況。至此，我們實現(xiàn)了對變量的“降維”。

回到SPSS軟件運行Data Editor窗口的當(dāng)前數(shù)據(jù)集(表略)，會看到文件中增加了5列:FAC1_1(第1因子得分)、FAC2_1(第2因子得分)、FAC3_1(第3因子得分)、FAC4_1(第4因子得分)和FAC5_1(第5因子得分)。根據(jù)數(shù)值大小即可判斷學(xué)生在5個公因子的表現(xiàn)，從而判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)性投入的優(yōu)劣。若第1因子得分最高，則說明學(xué)校在教育環(huán)境的投入與營造方面做得不錯;第2因子得分最高，則體現(xiàn)了他們深度學(xué)習(xí)方面占有優(yōu)勢。

表5 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

表6 成分得分系數(shù)矩陣

三、基于提取因子的思考

CCSS調(diào)查工具為“學(xué)習(xí)性投入”提供了成熟和全面的測評指標(biāo)體系，其指標(biāo)的豐富性充實了對學(xué)生學(xué)習(xí)性投入的現(xiàn)實表達，對其進行降維處理，有利于各院校明確“學(xué)習(xí)性投入”的方向，更好地指導(dǎo)學(xué)生的發(fā)展。根據(jù)上述公共因子的提取結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)教育環(huán)境、深度學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、生師交流和活動實踐5個共同因子的投入，對提高教學(xué)質(zhì)量、促進學(xué)生全面發(fā)展的意義舉足輕重，同時數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出現(xiàn)實教育情境的改善方向:

(一)完善教育支持環(huán)境，促使學(xué)生全面發(fā)展

學(xué)校營造的教育環(huán)境對學(xué)生的成長發(fā)展有著舉足輕重的影響，經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)教育環(huán)境因子在諸多指標(biāo)中有8項指標(biāo)對其載荷程度較高，分別為校園環(huán)境支持度、有效教學(xué)實踐、互動質(zhì)量、支持性環(huán)境、課程要求的嚴格程度、向?qū)W/厭學(xué)、自我報告的教育收獲和在校滿意度。盡管近年來各院校大力加強了學(xué)校軟硬件條設(shè)施的件建設(shè)，校園環(huán)境投入表現(xiàn)持續(xù)向好，但較多院校在“提供學(xué)業(yè)支持幫助”“提供社交機會”以及“提供身心健康服務(wù)”等方面還有較大的提升空間。因此，學(xué)校應(yīng)將“以學(xué)生為中心”的理念融入教學(xué)實踐活動的各環(huán)節(jié)，圍繞學(xué)生完成學(xué)業(yè)、身心健康成長，加快完善“校園環(huán)境”，如加強學(xué)業(yè)指導(dǎo)、建設(shè)寫作中心、提供更好的身心健康支持與服務(wù)，以及創(chuàng)造更多的社交機會等。

(二)創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)問題情境，實現(xiàn)知識的遷移和內(nèi)化

深度學(xué)習(xí)對學(xué)習(xí)提出較高的要求，強調(diào)對知識的整體性與系統(tǒng)性的把握，旨在實現(xiàn)知識的遷移和內(nèi)化。數(shù)據(jù)分析顯示，深度學(xué)習(xí)因子影響較大的指標(biāo)主要有:學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、高階學(xué)習(xí)、反思與整合學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)策略和課程教育認知目標(biāo)。一般學(xué)生在學(xué)習(xí)認知、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)進度上表現(xiàn)較為良好，但是在學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度方面略顯不足。學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度作為一個表現(xiàn)學(xué)生智力活動中運用能力、分析能力、評價(判斷)能力、綜合能力等綜合性質(zhì)的診斷指標(biāo)，它所指向的是需要學(xué)校(適當(dāng))提高學(xué)習(xí)的難度系數(shù)，同時也是(當(dāng)前)提高本科教育質(zhì)量的必然選擇和首要選項。

(三)教育活動增設(shè)“合作式參與”環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生合作精神

知識往往伴隨著交流而得以傳承發(fā)展，學(xué)習(xí)活動中更少不了彼此之間的合作學(xué)習(xí)。合作學(xué)習(xí)作為大學(xué)生學(xué)習(xí)的重要方式，無論在CCSS調(diào)查問卷綜合分析指標(biāo)中，還是公因子提取的過程中，都有著不容忽視的意義。現(xiàn)階段，由于大部分中國家庭內(nèi)缺乏同輩成員的共同成長環(huán)境，多數(shù)學(xué)生在家庭教育中相對缺乏合作精神、互助觀念的培養(yǎng)環(huán)境，因此加強力度培養(yǎng)學(xué)生的合作精神是提升學(xué)生質(zhì)量的一項不容忽視的任務(wù)。在教育活動中適當(dāng)增添“合作式參與”環(huán)節(jié)，以學(xué)業(yè)成績作為誘導(dǎo)，使學(xué)生主動參與教育實踐合作活動中，進而實現(xiàn)對學(xué)生合作精神的培養(yǎng)。

(四)加強生師互動機制建設(shè)，提升生師互動效果

從教育的本質(zhì)來探討，教學(xué)相長、生師互動過程就是對教學(xué)過程的完滿詮釋?；右蜃赢a(chǎn)生影響較大的指標(biāo)包括生師互動、生師互動ind和數(shù)量推理(數(shù)量推理指標(biāo)在5個公因子中所受影響較小，在因子重命名時依其該因子的主要影響方向命名，分析不作為重點，但均值情況依舊予以呈現(xiàn))。我國本科生在課堂內(nèi)外與教師互動表現(xiàn)較差，低年級學(xué)生的生師互動情況更是急需改善。因此，建立規(guī)范化的生師互動交流機制勢在必行:一方面回歸和強化“以學(xué)生為中心”的教育理念，鼓勵摒棄教師的權(quán)威，以對等身份主動融入學(xué)生的交流互動之中;另一方面創(chuàng)新教師的考核制度，在秉承必要的考核形式和秩序同時，適當(dāng)增添有關(guān)生師互動的有關(guān)考核內(nèi)容，以創(chuàng)新靈活的方式積極引導(dǎo)教師投入“必要勞動時間”與學(xué)生“心靈溝通”，形成良好的互動模式。

(五)拓展課程外學(xué)習(xí)，提高學(xué)生實踐能力

對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是實現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展的基礎(chǔ)保障，在實踐過程中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會生活、學(xué)會發(fā)現(xiàn)和解決現(xiàn)實問題的能力，實踐活動在學(xué)生的學(xué)習(xí)成長過程中起著至關(guān)重要的作用。在學(xué)習(xí)投入因子提取中，教育經(jīng)驗豐富度、與多元人群的討論和課程外拓展性學(xué)習(xí)行為3項指標(biāo)受該因子影響較大。而在研究中發(fā)現(xiàn)課程外拓展性學(xué)習(xí)行為對學(xué)業(yè)表現(xiàn)影響尤為突出，但在學(xué)業(yè)投入中，它卻是一塊“短板”。當(dāng)代教育不僅肩負傳遞知識的使命，更要肩負著高素質(zhì)人才培養(yǎng)的任務(wù)，提升這塊“短板”的長度，必將對學(xué)業(yè)水平的提升有較大的益處。豐富學(xué)生的教育經(jīng)歷是提升學(xué)生發(fā)展的一個重要方面，尤其是對課程外學(xué)習(xí)課程外學(xué)習(xí)的引導(dǎo)尤為重要。主要可以從以下幾個方面入手:首先，鼓勵學(xué)生多參與實習(xí)、社會實踐或調(diào)查，鼓勵學(xué)生參加學(xué)生社團，在實踐中鍛煉學(xué)生的才能，提升素質(zhì);其次，積極拓展多元化學(xué)習(xí)平臺，創(chuàng)設(shè)教育情境，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)閱歷，鍛煉其在實踐活動中對知識的拓展運用能力，提高其解決實際問題的綜合素質(zhì);再次，學(xué)生要對自我發(fā)展有明晰的認識，積極尋求自我發(fā)展機會，積極展現(xiàn)自己鍛煉自己，如參加競賽、等級考試，給學(xué)術(shù)期刊投稿，以及和老師一起做研究等。

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