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
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
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：//www.utexas.edu/its-archive/rc/tutorials/stat/amos/。
从图1可见，SEM研究首先从理论出发，根据理论构建一个或几个模型，然后研制测量构建（constructs）的研究工具并进行数据收据，紧接着使用SEM统计软件（如LISREL，EQS，AMOS）着手模型验证，获得分析结果之后，又重新回到理论背景中加以解释，最终促进了理论发展。显然，从研究过程来看，SEM研究在本质上是理论驱动的，它的过程实际上是检验模型的过程，也就是说，它是对事前假定的模型的检验，而不是作事后的判断。正如SEM研究者所指出的“模型准备阶段是结构方程模型分析的真正核心价值所在”[8]5。
上述分析与SEM主流研究者所持的SEM属于验证性分析的看法[1-3]一致。根据研究者对自己所提出模型的信心和把握，SEM通常可分为三类分析：纯粹验证（strictly confirmatory）、选择模型（alternative models）和产生模型（model generating）。纯粹验证是指研究者只提出一个理论模型，然后验证模型与样本数据的拟合度，从而决定是接受还是拒绝该模型。这类的分析在实际研究中并不多见。选择模型是指研究者提出多个不同的理论模型，在模型与数据拟合检验中，选取与数据最佳拟合的模型。选择模型分析在研究中比较常见。可能在研究中最常见的SEM分析是产生模型，研究者首先提出一个或几个理论模型，检验模型与数据的拟合程度，然后根据理论和相关研究分析模型中拟合欠佳的部分，不断修改模型，直至产生一个最佳模型。由此可见，尽管产生模型的分析具有探索性成分，但SEM的三类分析都应具备坚实的理论基础。
二、结构方程模型的主要适用情况
既然SEM是先理论后实证的非实验研究范式，那么它主要适用于何种情形？这个问题在以往介绍SEM的文章[6-7]中很少提及，因而很有必要加以讨论。SEM研究是理论驱动的，这就意味着SEM的具体使用情形与理论的基本特征息息相关。什么是理论呢？根据Kerlinger & Lee的定义[13]，理论是“一组相互联系的概念、定义和命题，通过明示变量之间的关系系统提出对相关现象的观点，其目的在于解释和预测现象”。这一定义表明，理论是由一组定义明确而且相互关联的概念构成的，理论还明确阐述了这些变量（概念）之间的相互关系。而一个好的理论必须是可验证的，可验证性是理论具备科学性的基本条件之一，因为只有能够被验证的理论才能修正其中的错误，使其得以更好解释和预测现象[8]5-9。
因此，SEM至少在两个方面大有可为：一是概念结构验证（验证性因子分析），用于验证概念的属性特征，特别是那些难以用单一任务测量的概念，如语言水平、跨文化交际能力等。具体而言，就是检验潜变量与观测变量之间的关系是否合理有效；二是关系结构验证（结构方程模型），用于验证研究中所涉及的概念（变量）之间的关系，如语言水平与跨文化交际能力呈单向还是双向关系。同时需要指出的是，一些调节变量（如性别）可能对模型整体产生影响[14]，也就说，有时研究者还应检验理论上设定的模型是否适用于不同的样本，如不同区域、不同调查时间、不同性别。这就是SEM多组分析[15]。 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。
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
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