基于主成分分析的大學生學習情況調查分析

高鳴　王超逸　吳彤　李明翰　李明嘉　雷平

摘 要 本研究以“中國大學生學習性投入調查問卷”（NSSE- China）為工具，對“上海J大學”本科生作分層隨機抽樣調查，并進行統計分析，將結果和全國院校、地方本科院校、“211工程”院校和“985工程”院校作橫向比較研究?？傮w揭示了2013年度上海J大學與其他院校的水平差異，定位了J大學在各類院校中所處位置。對J大學學生學習與發展情況有了比較全面科學的了解，此研究方法同樣適用于其他各類院校。

關鍵詞 大學生學習性投入 學情調查 高等教育

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.01.093

無論是從國家發展戰略和世界改革趨勢的角度來說，我們目前的高等教育質量保障的觀念和指標體系都急需得到改進。中國大學生學習性投入調查項目，就是要從技術層面的指標體系入手，帶動價值理念的變化，并立足于院校，以院校層面的內部改革推動宏觀評估體制的變革。

本研究繼續以“中國大學生學習性投入調查問卷”（NSSE- China）為工具，對“上海J大學”本科生作分層隨機抽樣調查，運用SPSS、SAS等軟件進行統計分析，并和全國院校、地方本科院校、“211工程”院校和“985工程”院校作比較研究。試圖研究J校與其他院校在各指標上的水平差異，并定位J大學在各類院校中所處位置，以對J大學學生學習情況作全面科學的了解。結合實際校情，對J大學教育教學工作有針對性地提出建議。

1 調查工具、內容、對象與方法

1.1 調查工具

本年度學情調查工具繼續使用全美大學生學習性投入調查工具NSSE（National Survey of Student Engagement）的漢化版NSSE-China。①本文所引介的“大學生學習性投入調查”（NSSE）是一個針對學生具體學習行為以及院校教育實踐所進行的調查問卷。該問卷最初產生于美國印第安納大學，后經過漢化形成中文版本（CCSS）。

1.2 調查內容

2013年度調查問卷包括34道大題、100多道小題，覆蓋學生行為、院校行為和要求、學生對院校行為和要求的反應、學生背景信息四大部分內容。該問卷設計者根據構成題項在教育實踐中的具體意義，分別構建了可進行跨院校比較的學習性投入五大可比指標、教育環節診斷指標和其他學習過程診斷指標。

1.3 調查對象

2013年參加的學校數量達到65所，在各本科院校內部采用隨機抽樣，共發放問卷154719份，共收回問卷101643份，因測謊題之差絕對值大于2、A部分缺失超過三分之二及以上刪除1652人，得到有效問卷99991份，有效率98.37%。

J大學為上海地區一所“地方本科”院校，對其采用年級分層隨機抽樣，共發放問卷1500份，收回1407份，回收率93.8%。其中大一學生487份、大二學生428份、大三學生336份、大四學生156份。

1.4 調查方法

在以上信息收集、調查問卷發放、學生施測、質性訪談的基礎上，在J大學1407個有效樣本和全國99991個有效樣本的基礎上，本研究小組使用SPSS和SAS統計軟件進行數據分析，通過比較研究、個案分析、調研訪談相結合的方法，主要聚焦于以下幾個方面問題進行數據了數據處理與分析：第一，運用主成分分析將眾多的調查指標進行歸類降維，運用更少的綜合性指標來評估J大學與地方本科院校、211工程等院校間存在的差異。第二，通過聚類分析定位，判斷J大學在各類院校中所處位置。并結合實際校情，對J大學高等教育教學工作有針對性地提出了具體的改進意見和建議。

2 J大學生學習情況“主成分分析法”綜合比較定位

2.1 主成分個數的確定

運用SPSS軟件對J大學23項指標進行主成分分析，以主成分對總方差的解釋比例達到75%為選取的截點。即當提取的主成分所能解釋的累計方差和達到75%時，認為目前選取的主成分已經可以解釋原有23個指標下的大部分結果。

SPSS主成分分析輸出結果表明，從選取1個主成分到8個主成分的累積貢獻率分別為：39.552、49.355、56.388、62.664、67.592、71.565、75.465、78.899?？梢钥吹竭x取7個主成分時，累積貢獻率達到75%。據此，我們選取7個主成分作為對總體23個指標信息的概括。

2.2 七大主成分的確定

在確定用七大主成分來概括23個指標后，我們運用SPSS軟件進行因子分析，根據因子得分來確定23個指標各屬于哪個主成分。

用最大方差法進行正交旋轉，從旋轉后的成分矩陣可以清楚的看到23項指標經過降維分屬于7個主成分（解釋75%的信息）：括號內為該因子所在該主成分的因子旋轉得分。

第一主成分：高階學習（.906）、課程教育認知目標（.882）、學業挑戰度（.816），可以理解為“學習掌握度”；第二主成分：互動質量（.820）、校園環境支持度（.811）、在校滿意度（.717）、支持性環境（.539）、課程要求的嚴格程度（.507），可以理解為“校園滿意度”；第三主成分：合作性學習（.916）、主動合作學習水平（.897）、課程學習行為（.749），可以理解為“學習積極度”；第四主成分：教育經驗豐富度（.919）、課程外拓展性學習行為（.897.）、與多元人群的討論（585），可以理解為“拓展學習豐富度”；第五主成分：生師互動（.887）、生師互動ind SFI（.866），可以理解為“生師互動度”；第六主成分：學習策略（.630）、向學/厭學（.595）、反思與整合學習（.566）、數量推理（.497）、自我報告的教育收獲（.394），可以理解為“學習能力”；第七主成分：社會稱許性（.715）、有效教學實踐（.373），可以理解為“社會實踐度”。

將七大主成分標準化，得到如下具有代表性的七大綜合指標：括號內為按照全國院校、“985工程”院校、“211工程”院校、地方本科院校、J大學的順序排列的各指標得分。

第一主成分“學習掌握度”標準化（-0.7288，1.0166，-0.6834， -0.8255，1.2211）：高階學習（55.07，55.62，54.95，55.05，55.90），課程教育認知目標（55.89，56.52，56.08，55.85，57.19），學業挑戰度（44.13，45.41，44.17，44.05，44.66）。

第二主成分“校園滿意度”標準化（-0.3878，0.9566，-0.6079， -0.0116，0.0506）：互動質量（65.80，67.54，64.19，65.85，66.84），校園環境支持度（62.14，64.55，61.71，62.05，61.61），在校滿意度（55.58，62.35，56.58，55.14，55.73），支持性環境（57.53，57.33，57.92，60.61，56.24），課程要求的嚴格程度（46.57，47.87，46.74，46.49，52.40）。

第三主成分“學習積極度”標準化（-0.3277，-0.8094，-0.5343， -0.2852，1.9567）：合作性學習（57.33，56.55，57.25，57.38，60.25），主動合作學習水平（52.08，51.40，51.74，52.14，52.14），課程學習行為（48.92，48.61，48.55，48.97，52.62）。

第四主成分“拓展學習豐富度”標準化（-0.8630，1.1792，0.4663，0.4663，0.3047）：教育經驗豐富度（38.03，40.66，39.45，37.77，39.85），課程外拓展性學習行為（25.02，26.81，26.11，24.83，27.35），與多元人群的討論（51.01，54.79，54.15，50.53，49.96）。

第五主成分“生師互動度”標準化（0.5466，0.8494，-0.2715， 0.6541，-1.7785）：生師互動（34.11，34.48，33.40，34.21，32.89），生師互動ind SFI（29.87，29.84，29.39，29.92，26.96）。

第六主成分“學習能力”標準化（0.1248，0.6079，0.3973，0.0753，-1.2053）：學習策略（53.51，53.96，53.78，53.46，53.31），向學/厭學（61.65，63.38，61.47，61.58，60.14），反思與整合學習（55.17，55.27，55.07，55.17，52.96），數量推理（42.73，41.91，42.80，42.77，42.77），自我報告的教育收獲（59.55，60.74，59.87，59.46，57.41）。

第七主成分“社會實踐度”標準化（0.0974，0.1660，0.0045，0.0997，-0.3676）：社會稱許性（59.39，57.21，59.18，59.52，57.99），有效教學實踐（67.91，69.56，67.94，67.82，68.31）。

2.3 根據“SAS快速聚類”定位J大學

運用SAS中的快速聚類法對五類院校進行分類，設置最大分類組數為5，即最寬泛的分類方式是將每類學校為一類。然后直接利用聚類輸出結果Cluster Summary中的Nearest Cluster項，確定J大學與哪一類學?！熬嚯x”最近。

經過SAS快速聚類后，從輸出結果Cluster Summary中可以看到，全國院校、“985工程”院校、“211工程”院校、地方本科院校、J大學的Nearest Cluster項分別為地方本科院校、“211工程”院校、全國院校、全國院校、“211工程”院校。由此可知，J大學在七大主成分綜合指標上的表現與“211工程“院校的表現最為相近，可以將J大學定位到“211工程”院校。

根據快速聚類的結果，我們進一步對各類學校在七大主成分上的表現進行比較分析，構造以J大學學生的表現得分為水平線的折線圖。

從圖1中可以看到，在“學習掌握度”和“校園滿意度”上“985工程”院校均位列第一，而J大學在這兩項指標上僅次于“985工程”院校排在第二；在“學習積極度”上，J大學表現位列榜首；在“拓展學習豐富度”上，“211工程”院校和“985工程”院校的表現較好，J校表現居于中游，全國院校和地方本科院校表現較差；在“生師互動度”、“學習能力”和“社會實踐度”上，地方本科院校的表現優于其他院校，而J大學的表現都位落最后一名。

3 結論和建議

基于以上分析，我們得出以下結論：

第一，根據主成分分析結果，23個指標降維后得到七大主成分：“學習掌握度”，“校園滿意度”，“學習積極度”，“拓展學習豐富度”，“生師互動度”，“學習能力”，“社會實踐度”。該七大主成分可以基本概括23個指標的總體信息，不會使最終結果有過大誤差。

第二，J大學在七大主成分上的總體表現與“211工程”院校的表現最相近。其中，在“學習掌握度”和“校園滿意度”上，J大學的表現較好，僅次于“985工程”；在“學習積極度”上，J大學的表現優于其他各類院校；在“拓展學習豐富度”上，J大學表現居于中游；而在“生師互動度”、“學習能力”和“社會實踐度”這三項指標上，J大學的表現都位落最后一名。

據此，我們做出以下幾點建議：

第一，經23個指標降維后得到的七大主成分：“學習掌握度”，“校園滿意度”，“學習積極度”，“拓展學習豐富度”，“生師互動度”，“學習能力”，“社會實踐度”能基本概括原指標的總體信息。這啟發我們或許可以將以后的調查問卷化繁為簡，從而大量減輕問卷調查結果統計的工作量，將更多的時間和精力用于問卷問題的設置優化以及研究成果的實際運用。

第二，J大學在七大主成分上的總體表現與“211工程”院校的表現最相近。其中，在“學習掌握度”，“校園滿意度”和“學習積極度”上，J大學表現較好，優于“211工程”院校，這說明J大學學生熱愛學習并且學習認知能力較強，J大學校方在學習環境等各方面也提供了較大支持，應該繼續保持。在“拓展學習豐富度”上，J大學表現居于中游，落后于“211工程”院校，這說明J大學學生團隊學習及課外學習能力弱，J大學校方需著手培養學生在這兩方面的能力，多組織需要團隊合作或者去社會中學習的創新活動或比賽。而在“生師互動度”、“學習能力”和“社會實踐度”這三項指標上，J大學的表現落后于其他各類院校，這成為J大學需要迫切解決的問題。輔導員和老師需要多與學生進行交流，從學習生活的更個方面去了解學生，因材施教；培養學生的自學能力，而不是一味的“填鴨”教育，讓學生習慣于自己動手動腦解決問題，舉一反三，以小見大；鼓勵學生多參加正能量的社會實踐活動，將知識用于實踐。

注：這是清華大學史靜寰教授主持的“全國大學生學情調查”課題組在全美大學生學習性投入調查（NSSE）基礎上進行漢化，旨在通過開發以學習者為中心，關注學生和學生學習動態過程，并以院校改進為目的的院校內部自我評價、自我改進的指標體系。

基金項目：本文受上海市教委“2013年度上海大學生創新活動計劃項目（B-5000-13-001）"、上海對外經貿大學《商務統計》視頻中心共享課程建設（編號：B-7123-12-243）；上海高校《商務統計》示范性全英語課程建設（編號：B-5910-13-202， B7123-12-236）資助

注釋

① 史靜寰，文雯.清華大學本科教育學情調查報告2010[A].清華大學教育研究1，2012.33（1）：4-16.