基于主成分分析的大学生学习情况调查分析

高鸣　王超逸　吴彤　李明翰　李明嘉　雷平

摘 要 本研究以“中国大学生学习性投入调查问卷”（NSSE- China）为工具，对“上海J大学”本科生作分层随机抽样调查，并进行统计分析，将结果和全国院校、地方本科院校、“211工程”院校和“985工程”院校作横向比较研究。总体揭示了2013年度上海J大学与其他院校的水平差异，定位了J大学在各类院校中所处位置。对J大学学生学习与发展情况有了比较全面科学的了解，此研究方法同样适用于其他各类院校。

关键词 大学生学习性投入 学情调查 高等教育

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.01.093

无论是从国家发展战略和世界改革趋势的角度来说，我们目前的高等教育质量保障的观念和指标体系都急需得到改进。中国大学生学习性投入调查项目，就是要从技术层面的指标体系入手，带动价值理念的变化，并立足于院校，以院校层面的内部改革推动宏观评估体制的变革。

本研究继续以“中国大学生学习性投入调查问卷”（NSSE- China）为工具，对“上海J大学”本科生作分层随机抽样调查，运用SPSS、SAS等软件进行统计分析，并和全国院校、地方本科院校、“211工程”院校和“985工程”院校作比较研究。试图研究J校与其他院校在各指标上的水平差异，并定位J大学在各类院校中所处位置，以对J大学学生学习情况作全面科学的了解。结合实际校情，对J大学教育教学工作有针对性地提出建议。

1 调查工具、内容、对象与方法

1.1 调查工具

本年度学情调查工具继续使用全美大学生学习性投入调查工具NSSE（National Survey of Student Engagement）的汉化版NSSE-China。①本文所引介的“大学生学习性投入调查”（NSSE）是一个针对学生具体学习行为以及院校教育实践所进行的调查问卷。该问卷最初产生于美国印第安纳大学，后经过汉化形成中文版本（CCSS）。

1.2 调查内容

2013年度调查问卷包括34道大题、100多道小题，覆盖学生行为、院校行为和要求、学生对院校行为和要求的反应、学生背景信息四大部分内容。该问卷设计者根据构成题项在教育实践中的具体意义，分别构建了可进行跨院校比较的学习性投入五大可比指标、教育环节诊断指标和其他学习过程诊断指标。

1.3 调查对象

2013年参加的学校数量达到65所，在各本科院校内部采用随机抽样，共发放问卷154719份，共收回问卷101643份，因测谎题之差绝对值大于2、A部分缺失超过三分之二及以上删除1652人，得到有效问卷99991份，有效率98.37%。

J大学为上海地区一所“地方本科”院校，对其采用年级分层随机抽样，共发放问卷1500份，收回1407份，回收率93.8%。其中大一学生487份、大二学生428份、大三学生336份、大四学生156份。

1.4 调查方法

在以上信息收集、调查问卷发放、学生施测、质性访谈的基础上，在J大学1407个有效样本和全国99991个有效样本的基础上，本研究小组使用SPSS和SAS统计软件进行数据分析，通过比较研究、个案分析、调研访谈相结合的方法，主要聚焦于以下几个方面问题进行数据了数据处理与分析：第一，运用主成分分析将众多的调查指标进行归类降维，运用更少的综合性指标来评估J大学与地方本科院校、211工程等院校间存在的差异。第二，通过聚类分析定位，判断J大学在各类院校中所处位置。并结合实际校情，对J大学高等教育教学工作有针对性地提出了具体的改进意见和建议。

2 J大学生学习情况“主成分分析法”综合比较定位

2.1 主成分个数的确定

运用SPSS软件对J大学23项指标进行主成分分析，以主成分对总方差的解释比例达到75%为选取的截点。即当提取的主成分所能解释的累计方差和达到75%时，认为目前选取的主成分已经可以解释原有23个指标下的大部分结果。

SPSS主成分分析输出结果表明，从选取1个主成分到8个主成分的累积贡献率分别为：39.552、49.355、56.388、62.664、67.592、71.565、75.465、78.899。可以看到选取7个主成分时，累积贡献率达到75%。据此，我们选取7个主成分作为对总体23个指标信息的概括。

2.2 七大主成分的确定

在确定用七大主成分来概括23个指标后，我们运用SPSS软件进行因子分析，根据因子得分来确定23个指标各属于哪个主成分。

用最大方差法进行正交旋转，从旋转后的成分矩阵可以清楚的看到23项指标经过降维分属于7个主成分（解释75%的信息）：括号内为该因子所在该主成分的因子旋转得分。

第一主成分：高阶学习（.906）、课程教育认知目标（.882）、学业挑战度（.816），可以理解为“学习掌握度”；第二主成分：互动质量（.820）、校园环境支持度（.811）、在校满意度（.717）、支持性环境（.539）、课程要求的严格程度（.507），可以理解为“校园满意度”；第三主成分：合作性学习（.916）、主动合作学习水平（.897）、课程学习行为（.749），可以理解为“学习积极度”；第四主成分：教育经验丰富度（.919）、课程外拓展性学习行为（.897.）、与多元人群的讨论（585），可以理解为“拓展学习丰富度”；第五主成分：生师互动（.887）、生师互动ind SFI（.866），可以理解为“生师互动度”；第六主成分：学习策略（.630）、向学/厌学（.595）、反思与整合学习（.566）、数量推理（.497）、自我报告的教育收获（.394），可以理解为“学习能力”；第七主成分：社会称许性（.715）、有效教学实践（.373），可以理解为“社会实践度”。

将七大主成分标准化，得到如下具有代表性的七大综合指标：括号内为按照全国院校、“985工程”院校、“211工程”院校、地方本科院校、J大学的顺序排列的各指标得分。

第一主成分“学习掌握度”标准化（-0.7288，1.0166，-0.6834， -0.8255，1.2211）：高阶学习（55.07，55.62，54.95，55.05，55.90），课程教育认知目标（55.89，56.52，56.08，55.85，57.19），学业挑战度（44.13，45.41，44.17，44.05，44.66）。

第二主成分“校园满意度”标准化（-0.3878，0.9566，-0.6079， -0.0116，0.0506）：互动质量（65.80，67.54，64.19，65.85，66.84），校园环境支持度（62.14，64.55，61.71，62.05，61.61），在校满意度（55.58，62.35，56.58，55.14，55.73），支持性环境（57.53，57.33，57.92，60.61，56.24），课程要求的严格程度（46.57，47.87，46.74，46.49，52.40）。

第三主成分“学习积极度”标准化（-0.3277，-0.8094，-0.5343， -0.2852，1.9567）：合作性学习（57.33，56.55，57.25，57.38，60.25），主动合作学习水平（52.08，51.40，51.74，52.14，52.14），课程学习行为（48.92，48.61，48.55，48.97，52.62）。

第四主成分“拓展学习丰富度”标准化（-0.8630，1.1792，0.4663，0.4663，0.3047）：教育经验丰富度（38.03，40.66，39.45，37.77，39.85），课程外拓展性学习行为（25.02，26.81，26.11，24.83，27.35），与多元人群的讨论（51.01，54.79，54.15，50.53，49.96）。

第五主成分“生师互动度”标准化（0.5466，0.8494，-0.2715， 0.6541，-1.7785）：生师互动（34.11，34.48，33.40，34.21，32.89），生师互动ind SFI（29.87，29.84，29.39，29.92，26.96）。

第六主成分“学习能力”标准化（0.1248，0.6079，0.3973，0.0753，-1.2053）：学习策略（53.51，53.96，53.78，53.46，53.31），向学/厌学（61.65，63.38，61.47，61.58，60.14），反思与整合学习（55.17，55.27，55.07，55.17，52.96），数量推理（42.73，41.91，42.80，42.77，42.77），自我报告的教育收获（59.55，60.74，59.87，59.46，57.41）。

第七主成分“社会实践度”标准化（0.0974，0.1660，0.0045，0.0997，-0.3676）：社会称许性（59.39，57.21，59.18，59.52，57.99），有效教学实践（67.91，69.56，67.94，67.82，68.31）。

2.3 根据“SAS快速聚类”定位J大学

运用SAS中的快速聚类法对五类院校进行分类，设置最大分类组数为5，即最宽泛的分类方式是将每类学校为一类。然后直接利用聚类输出结果Cluster Summary中的Nearest Cluster项，确定J大学与哪一类学校“距离”最近。

经过SAS快速聚类后，从输出结果Cluster Summary中可以看到，全国院校、“985工程”院校、“211工程”院校、地方本科院校、J大学的Nearest Cluster项分别为地方本科院校、“211工程”院校、全国院校、全国院校、“211工程”院校。由此可知，J大学在七大主成分综合指标上的表现与“211工程“院校的表现最为相近，可以将J大学定位到“211工程”院校。

根据快速聚类的结果，我们进一步对各类学校在七大主成分上的表现进行比较分析，构造以J大学学生的表现得分为水平线的折线图。

从图1中可以看到，在“学习掌握度”和“校园满意度”上“985工程”院校均位列第一，而J大学在这两项指标上仅次于“985工程”院校排在第二；在“学习积极度”上，J大学表现位列榜首；在“拓展学习丰富度”上，“211工程”院校和“985工程”院校的表现较好，J校表现居于中游，全国院校和地方本科院校表现较差；在“生师互动度”、“学习能力”和“社会实践度”上，地方本科院校的表现优于其他院校，而J大学的表现都位落最后一名。

3 结论和建议

基于以上分析，我们得出以下结论：

第一，根据主成分分析结果，23个指标降维后得到七大主成分：“学习掌握度”，“校园满意度”，“学习积极度”，“拓展学习丰富度”，“生师互动度”，“学习能力”，“社会实践度”。该七大主成分可以基本概括23个指标的总体信息，不会使最终结果有过大误差。

第二，J大学在七大主成分上的总体表现与“211工程”院校的表现最相近。其中，在“学习掌握度”和“校园满意度”上，J大学的表现较好，仅次于“985工程”；在“学习积极度”上，J大学的表现优于其他各类院校；在“拓展学习丰富度”上，J大学表现居于中游；而在“生师互动度”、“学习能力”和“社会实践度”这三项指标上，J大学的表现都位落最后一名。

据此，我们做出以下几点建议：

第一，经23个指标降维后得到的七大主成分：“学习掌握度”，“校园满意度”，“学习积极度”，“拓展学习丰富度”，“生师互动度”，“学习能力”，“社会实践度”能基本概括原指标的总体信息。这启发我们或许可以将以后的调查问卷化繁为简，从而大量减轻问卷调查结果统计的工作量，将更多的时间和精力用于问卷问题的设置优化以及研究成果的实际运用。

第二，J大学在七大主成分上的总体表现与“211工程”院校的表现最相近。其中，在“学习掌握度”，“校园满意度”和“学习积极度”上，J大学表现较好，优于“211工程”院校，这说明J大学学生热爱学习并且学习认知能力较强，J大学校方在学习环境等各方面也提供了较大支持，应该继续保持。在“拓展学习丰富度”上，J大学表现居于中游，落后于“211工程”院校，这说明J大学学生团队学习及课外学习能力弱，J大学校方需着手培养学生在这两方面的能力，多组织需要团队合作或者去社会中学习的创新活动或比赛。而在“生师互动度”、“学习能力”和“社会实践度”这三项指标上，J大学的表现落后于其他各类院校，这成为J大学需要迫切解决的问题。辅导员和老师需要多与学生进行交流，从学习生活的更个方面去了解学生，因材施教；培养学生的自学能力，而不是一味的“填鸭”教育，让学生习惯于自己动手动脑解决问题，举一反三，以小见大；鼓励学生多参加正能量的社会实践活动，将知识用于实践。

注：这是清华大学史静寰教授主持的“全国大学生学情调查”课题组在全美大学生学习性投入调查（NSSE）基础上进行汉化，旨在通过开发以学习者为中心，关注学生和学生学习动态过程，并以院校改进为目的的院校内部自我评价、自我改进的指标体系。

基金项目：本文受上海市教委“2013年度上海大学生创新活动计划项目（B-5000-13-001）"、上海对外经贸大学《商务统计》视频中心共享课程建设（编号：B-7123-12-243）；上海高校《商务统计》示范性全英语课程建设（编号：B-5910-13-202， B7123-12-236）资助

注释

① 史静寰，文雯.清华大学本科教育学情调查报告2010[A].清华大学教育研究1，2012.33（1）：4-16.