（概率论与数理统计专业论文）sp调查在离散选择模型中的应用.pdf

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l i s h i n gd i s c r e t ec h o i c em o d e l s q u e s t i o n n a i r ed e s i g ni st h ek e yp o i n tf o rs ps u r v e ym e t h o d t h i sp a p e rd i s c r i b c s t h ed e t a i l si nd e s i g n i n gt w oq u e s t i o n n a i r e sa n dd e s i g n st h ee x p e r i m e n t sb yu s i n gu n i - f o r md e s i g n s ，w h i c hh e l p st os a v ec o s ta n di m p r o v ee f f i c i e n c yd r a m a t i c a l l y t h em e t h o d o fs e t t i n gf a c t o r sa n dt h e i rc o r r e s p o n d i n gl e v e l su s e di nt h i sp a p e ri sd i f f e r e n tf r o mt h a t i np r e v i o u sl i t e r a t u r e ，t h u sm a k e st h ee x p e r i m e n t a lp o i n t sm o r er e a s o n a b l eb yu s i n ga u n i f o r md e s i g n t w oe x a m p l e s ，i e ，q u e s t i o n n a i r eo ft e a c h i n gi ns u z h o uu n i v e r s i t ya n ds u r v e yo f f a v o u r a t et r a n s p o r t a t i o nm e t h o d si ns u z h o u ，a r es e l e c t e dt oi l l u s t r a t et h ea p p l i c a t i o n o fs ps u r v e ym e t h o di ne s t a b l i s h i n gd i s c r e t ec h o i c em o d e l i nt h ef o r m e r ，t h ew h o l e p r o c e s so fp r e p a r a t i o n ，i m p l e m e n t a t i o n ，e s t i m a t i o na n dd a t aa n a l y s i si se l a b o r a t e d ， w h i l ei nt h el a t t e r ，o n l yt h ed e s i g no fe x p e r i m e n t a lp o i n t s ，i n c l u d i n gs e t t i n go ff a c t o r s a n dl e v e lc o m b i n a t i o n s ，i si n t r o d u c e dd u et ot h el i m i t e dt i m ew h e ni m p l e m e n t i n gt h e d e s i g ni np r a c t i c e r e s u l to ft h e 丘r 醉e x a m p l es h o w st h a ti tc a nh e l pd e t e r m i n et h e i m p o r t a n c eo fd i f f e r e n tf a c t o r sa n di m p r o v et h ep r a c t i c a b i l i t yo ft h em o d e lb ys ps u r v e y a p p r o a c h k e y w o r d s ：d i s c r e t ec h o i c e ；s ps u r v e y ；e x p e r i m e n t a ld e s i g n ；l o g i tm o d e l ； w r i t t e nb yw a n gl i m i n s u p e r v i s e db yp r o f t a n gy u i i 3 2s p 调查的设计1 1 3 2 1 调查数据范围1 l 3 2 2 调查方案设计1 2 3 3 调查问卷结构1 3 第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析1 4 4 1 调查目的和调查方法1 4 4 1 1 调查目的：1 4 4 1 2 调查方法1 4 4 2 调查表设计- 1 5 4 3 数据分析及结果解释1 8 4 3 1 数据统计1 8 4 3 2 单因素分析1 9 4 3 3 模型分析2 0 4 3 4 结果解释2 3 4 3 5 对教学改革的几点建议2 5 4 4 小结j 2 5 第五章关于苏州轨道交通出行意向调查的实例研究2 7 5 1 调查背景2 7 5 2 调查表设计3 1 第六章总结与展望3 2 。 6 1 本文的主要研究成果：3 3 6 2 有待进一步研究的问题3 3 参考文献3 4 致谢3 6 s p 调查在离散选择模型中的应用第一幸绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 在通常的回归模型中，被解释变量通常被假定为连续变量但是，我们在数据分析 与建模时，有时会遇到被解释变量y 不再是连续变量，而是离散变量的情况例如：公 共交通工具和私人交通工具的选择问题，对某种商品的购买决策问题，求职者对某种职 业的选择问题，劳动力迁移决策等，这时我们把被解释变量离散取值的计量模型称为离 散选择模型( d c m ，d i s c r e t ec h o i c em o d e l ) ，如果被解释变量只能取两个值，则称之为 二元选择模型( b i n a r yc h o i c em o d e l ) ，如果被解释变量可取多个数值，则称之为多元 选择模型【l 】 离散选择模型起源于f e c h n e r 于1 8 6 0 年进行的动物条件反射研究1 9 6 2 年， w a r n e r 首次把其应用至经济领域2 0 世纪7 0 和8 0 年代，离散选择模型普遍应用 于经济布局、交通问题、就业问题、购买决策问题等经济决策领域的研究f l , 2 2 0 0 0 年， 美国芝加哥大学的詹姆斯赫克曼( j a m e sh e c k m a u ) 教授和加州大学伯克利分校的 丹尼尔麦克法登( d a n i e lm c f a d d e n ) 教授凭借他们创始的离散选择模型在微观经济 计量学领域所做出的贡献而被授予诺贝尔经济学奖殊荣【3 】 离散选择模型研究通常有两种调查方法基于实际选择数据( r e v e a l e dp r e f e r e n c e d a t a ，简称r p 数据) 构造离散选择模型的研究已经有很多成果，并得到广泛应用例 如在交通运输领域对交通方式分担率预测的研究，是基于个人出行记录中的性别、年 龄等个人属性和交通方式、出行距离、出行属性等实际数据构造离散选择模型但这 种方法仅局限于未来交通方式不变的情况，当交通运输系统中引入新的交通方式时，则 由于新方式本身服务特性与现有运输方式的巨大差别，该方法将不能满足应用的要求 为了解决这类闯题，基于意向调查数据( s t a t e dp r e f e r e n c ed a t a ，简称s p 数堋f 4 】的模 型与方法的研究受到广泛关注，并取得了一定的进展因此，研究s p 调查方法在离散 选择模型中的应用具有重要的意义 1 第一章绪论s p 调查在离散选择模型中的应用 1 2国内外研究现状及存在问题 1 2 1 离散选择模型的研究现状 离散选择模型的具体开发、研究始于上世纪6 0 年代初期当初主要是在交通运输 领域以交通方式选择为中心，进行交通需求预测的进入上世纪7 0 年代以后，美国麻 省理工学院计量经济学家d a n i e l l m c f a d d e n ( 2 0 0 0 年诺贝尔奖获得者) 等学者将经济 学中的效用理论引用过来，以概率论为理论基础，对方式划分问题展开了研究1 5 1 通 过假设随机效用误差变量服从g u m b e l 分布，提出了“随机效用模型”( r a n d o mu t i l i t y m o d e l 或简称r u m ) 的l o g i t 模型，在理论上取得了很大的研究进展，从而带动了美 国的m a n h e i m 、b e n - a k i v a 、l e r m a l n 等人的研究小组将离散选择模型研究推向了实用 化阶段1 1 1 此后，随着计算机技术和仿真算法的发展，出现了一些物理意义更丰富也 更复杂的离散选择模型，如p r o b i t 模型、m i x e dl o g i t 模型、o g e v 模型( o r d e r e d g e n e r a l i z e de x t r e m ev a l u e ) ，p c l 模型( p a i r e dc o m b i n a t o r i a ll o 西t ) ，m n p 模型 ( m u l t i n o m i a lp r o b i t ) 和c n l 模型( c r o s s - n e s t e dl o 酣) 等【6 】近年来，对模型的改进 仍处于不断发展之中 在国内研究方面，离散选择模型目前得到广泛应用的是交通运输领域的非集计模 型关宏志在非集计模型一交通行为分析的工具一书中介绍了非集计模型的基础理 论，二项l o g i t 模型、多项l o g i t 模型以及嵌套l o 舀t 模型的建模方法和标定方法，非 集计模型数据的r p 和s p 调查方法以及非集计模型的其他应用方法【9 】浙江大学的 聂冲和贾生华在他们的论文1 3 】中简要介绍了离散选择模型的基本原理及其发展从效 用最大化的理论背景出发，指出l o g i t 模型虽然使用的是最早并且最为广泛的离散选择 模型，但是其存在着局限性，然后介绍了随后发展起来的g e v ( 含嵌套l o g i t ) 、p r o b i t 和混合l o 舀t 模型等其他的离散选择模型离散选择模型除了理论上的不断发展，应用 领域也取得了一定成果在交通运输领域，主要有出行方式、出行路径的选择f 1 0 1 ，交通 方式分担率预测 1 1 1 ，公交票价制定等多个领域在市场研究领域，离散选择模型在产 品差别f l l j ，零售业【1 2 1 ，手机品牌选择f 1 3 i ，股市价格【1 4 j 中有所研究另外在学校教育 领域，离散选择模型在大学生价值观【1 5 1 、双语课程教学【1 6 】中有所应用 2 s p 调查在离散选择模型中的应用 第一章绪论 1 2 2s p 调查的研究现状 传统的调查方法是基于实绩数据的调查，这种方法一般是建立在针对某些实际已 存在的措施，请被访问人回答自己的实际选择，获得实际使用或接受的概率，然后建立 相关的概率或其它模型，通常被称为“r e v e a l e dp r e f e r e n c es u r v e y ( 以下简称r p 调 查方法) 吲r p 调查的最大特点是调查的是已经发生的事情因此，当考虑尚未存在的 措施对受访者选择的影响时，该方法就会显得无能为力此时，需要构造基于意向调查 数据( s t a t e dp r e f e r e n c ed a t a ，简称s p 数据) 的模型进行预测s p 调查是指，为了获 得人们对假定条件下的多个方案所表现出来的主观偏好而进行的实际调查【8 】r p 调查的最大特点是调查的是还未发生的事情s p 调查的主要优势在于计设计人员可 以有目的地设定选择方式和因子水平，利用所设计的不同方案，从一个被调查者得到多 个数据，从而提高调查的效率上世纪7 0 年代末，英国开始交通问题s p 调查以后，美 国、澳大利亚等也进行了相关调查8 0 年代，研究人员从理论和实际两方面进行了更 为深入的研究，1 9 8 9 年运输经济与政策学报上出版了运输领域的s p 方法研究 专辑，使s p 调查在交通领域得到进一步推广近年来，由于交通s p 调查有效地弥补 了以往r p 调查的缺陷，在各国的研究中已经被广泛采用日本广岛大学大学院国际协 力研究科的藤原章正和杉惠赖宁等人将s p 调查方法运用在交通预测中【8 】他们对s p 调查与r p 调查进行了比较，并对s p 调查的主要过程、注意事项等进行了说明藤原 章正等人并利用调查数据对p c l 模型进行了推算，对交通方式分担率进行了研蔻实 践证明，s p 方法巳成为交通出行行为研究中一种重要的工具 相对于国外来讲，s p 调查在国内的研究尚处于起步阶段、华南理工大学的胡郁葱 等人以采用s p 方法调查了香港私家车的拥有量闭，对于了解人们对私家车的态度具 有指导意义北京交通大学的王方对r p 和s p 调查方法进行了比较分析，提出了均匀 设计在s p 方法中的使用，并采用s p 法研究预测了北京市居民的出行行为时间价值 1 7 1 清华大学陆化普、焦朋朋以新交通方式的分担率预测为前提，提出了基于r p 和 s p 组合数据的非集计模型实例研究表明，基于s p 数据的非集计模型能够较准确的 预测出新交通方式的分担率，在非集计模型的研究中，对实际应用模型的构造研究是非 3 第一章绪论s p 调查在离散选择模型中的应用 常重要的【1 8 1 1 2 3 研究中存在的问题 通过对现有文献的研究，发现在以往的离散选择模型研究中仍存在一些不尽完美 之处，主要表现为： ( 1 ) s p 调查方法的应用研究主要集中在交通领域，学校教育、社会生活等其它方 面研究较少由于应用实例的特殊性和复杂性，使得采用s p 调查方法得到的数据在应 用离散选择模型的时候会有一定的困难，这一定程度上限制了模型的推广 ( 2 ) 数据调查方面s p 调查方法的使用仍处于起步阶段，以往的s p 调查采用的大 多是正交试验设计、部分因子试验设计，这有一定的缺陷北京交通大学的王方提出了 s p 调查中使用均匀设计方法，但是处理方法上缺乏一定的科学性，本文将对此进行改 进 ( 3 ) s p 调查的偏好表述方法主要有评分法，等级排序法和离散选择法现有文献 多是采用离散选择法，此种方法提供的信息量相对较少 ( 4 ) 在数据结果的模型分析方面，以往的研究大多是直接套用离散选择模型的处理 方法，并未对单因素分析，直接线性回归分析等进行结果的比较研究 1 3本文研究内容 本文共分六章，具体内容如下： 第一章绪论首先论述本文的立题背景及研究的必要性，对国内外有关离散选择 模型及其s p 调查应用等方面研究的概况及存在的问题进行归纳总结，最后介绍本文 的主要研究内容 第二章离散选择模型的基本理论首先介绍了离散选择模型的理论基础效用最大 化理论，然后重点论述了多项l o g i t 模型，为后面实证分析的模型选择奠定理论基础 第三章s p 调查的基本理论此部分介绍了s p 调查的原理、s p 调查的优势、本 文选择此种方法的意义，以及调查设计包括因素水平选定，实验设计安排，实验方案的 评定，调查的事实等在内的整个过程以及调查问卷的安排 4 5 型的基本理论s p 调查在离散选择模型中的应用 第二章离散选择模型的基本理论 2 1效用最大化理论 ( d i s c r e t ec h o i c em o d e l ) ，也被称为品质反应模型( q u a l i t a t i v er e - s p o n s em o d e l ) ，是由表示选择项集合在连续变量和离散变量之间存在的差异而引起的 这种差异用“品质这个术语来表示许多人在进行选择时关心的是事物的多少，这是 关于数量上的选择，其选择项集合是由连续变量来表示的但是在选择哪个时，这是 非数量或者说是关于品质的选择，其选择项集合则通过离散变量来表示【捌 从离散选择模型的定义来看，它描述了决策者( 个人、家庭、公司或其他的决策单 位) 在不同的可供选择的选项( 如竞争性的产品、行为的过程等) 之间所做出的选择。 这里所有的选择项所构成的集合，就被称之为选择集选择集必须具备三个性质：互 斥性：即选项之间相互独立这意味着决策者选择了其中的一个选项，就不能再选择其 他项；完备性：所有可供选择的选择项都必须包含在选择集中，决策者需要从中选择 一个；有限性：选择集合中的选择项的数量必须是有限的1 2 0 1 以交通出行方式的选 择为例，假设某人出行的交通工具有四种选择，包括乘公交车、乘出租车、自驾车和乘 地铁此时这四种交通工具构成了一个选择集，它是完备的，有限的，互斥的这是因为 此人只要选择了乘公交车出行的同时就不能够选择出租车等其它交通工具 离散选择模型是用来研究决策者在一组互相排他的选择项中选择的可能性，决策 者在选择时我们通常假定他总是会选择他认为对自己来说效用最大的选择方式这一 假定被称为效用( u t i l i t y ) 最大化行为假说1 2 0 效用最大化行为假说是所有离散选择 模型的的理论基础，也是所有离散选择模型都必须服从的前提条件所谓效用，简单地 说，就是指决策者从选择方式中获得的愉快或者需求得到的满足【9 j 下面我们将随即效用理论具体表示根据上述理论，如果假设决策者n 的选择方 案的集合为a n ，选择其中的方案歹的效用为n ，则该决策者n 从a 。选择方案j 的 6 率形式可表示为： = p r o b ( ；i 歹，j 厶) = p r o b ( v n i + 钿 y i + 8 h i ；i j ，j a ) = p r o b ( n j g 耐 一v j ；i 歹，j a ) ( 2 1 3 ) 其中，0 1 ，r t = 1 这里的r i 是一个累积分布，我们假设随机向量 竹= 的联合概率密度函数为f ( e n ) ，从而可以表示为； = p r o b ( e n i 一 y i 一；i 歹，j a ) ， = i ( e n j 一懈 + e n i ；i j ，j 厶) = p r o b ( e n j e n i + 一；i 歹，j 厶)( 2 2 5 ) 若n l 已知，则这个表达式是在e 竹i + v k ，的累积分布由前面可知它是 t e x p ( - e x p ( - ( , , , + k i k 0 ) ) 由于e 瓜相互独立，这个累积分布为： 当然，e n i 未给定，选择概率是r i 关于所有t l t 以密度函数为权重的累积积分， 如= i i e 叶叫h 一e 叶吨e 1 叫如哦 。歹彩 8 r k 眦“ e n 彬 = hr 9 第三章s p 调查的基本理论 s p 调查在离散选择模型中的应用 第三章s p 调查的基本理论 3 1s p 调查的基本原理 3 1 1s p 调查的表述 调查是观察对象，抽取可以识别的有限的数据数学模型的建立需要以数据为基 础，才能被人们认识和利用离散选择模型的调查分为行为调查和意向调查，前者又称 r p ( r e v e a l e dp r e f e r e n c e ) 调查) ，后者又称s p ( s t a t e dp r e f e r e n c e ) 调查r p 调查是指 针对已经存在的政策措施实施调查，请被调查者根据自己的实际行动填写调查表，然后 建立模型所做的调查s p 调查是指人们对假定条件下的多个方案所表现出来的主观 偏妒而进行的意愿性调查r p 调查的最大特点在于调查的内容是已经发生过的事 情，而s p 调查的最大的特点在于调查的内容是尚未发生的事情【9 】 3 1 2s p 调查的优势 传统的调查方法多采用r p 调查，但是，当调查对出现一种新的方式人们对它的态 度时，仅仅使用r p 调查就比较困难而s p 调查就可得到人们对这种新的政策或者方 式的接受程度或者选择意向通过这种s p 调查我们可以获得一些并不存在的偏好 数据，这是s p 调查方法的优势所在例如，要在某些地区建立轨道交通等从前并不存 在的交通方式或者在城市建立交通拥挤收费制度等从前没有实行过的政策措施这时 我们就可以使用s p 调查数据来预测新的交通方式开通后的交通变化情况，为轨道交 通的票价制定提供数据支持另外，s p 调查表可以采用特殊的数学方法如正交设计法、 均匀设计法尽可能减少试验次数，降低选择方案之间的相关性，这也弥补了r p 调查变 量之间相关性这一缺陷 3 1 3s p 调查方法选择的意义 本文采用s p 调查方法搜集数据，进而建立合理的离散选择模型通常的调查仅仅 只能考虑单个因素对被解释变量的影响，而s p 调查却可以权衡多个因素的影响程度 】0 各选项的整体偏好【2 1 1 3 2 1 调查数据范围 设定调查项目时，首先应明确要探讨的问题，通过对调查对象的现象系统( 相关变 量、相互关系以及变量的值域等) 进行预见性分析，确定调查的范围从总体来说，离散 选择模型可能需要调查以下方面的数据 首先是选择方案的相关数据需要了解选择怎样的方案，选择时如何进行方案比 较，选择方案的范围以个人出行目的地的选择为例，选择的可能性有时会很多，因此， 选择主体必须从比较选择对象的选择方案中划定明确的范围 其次是选择主体的相关数据一般来说，即使对于相同的选择范围，选择了相同的 选择方案，不同的选择主体也有着不同的效用这是因为选择主体的个人属性不同这 一部分通常列在调查问卷的第一页根据解析的目的设置调查项目多数情况下这些 项目具有可比性，为后面的数据分析做基础 最后是选择方案的特性相关数据离散选择模型是被调查者根据各个选择方案的 效用大小来确定选择的结果在建模时，需要同时计算各个选择方案的效用通常称那 些与选择方案有关的变量为服务水平( l e v e lo fs e r v i c e ，l o s ) 变量，与实际被选择的方 案有关的数据称为显在数据( 表面数据) ，而与未被选择的选择方案有关的数据称为潜 在数据( 背后数据) 】 第三幸s p 调查的基本理论s p 调查在离散选择模型中的应用 3 2 2 调查方案设计 s p 调查能否成功，主要取决于调查方案的设计调查方案必须反应出影响调查项 目的属性及属性所处的水平 1 确定调查属性 一般来讲，影响调查项目的属性很多，设计时并不是将所有的属性都包括，而应根 据调查目的决定由于s p 数据是个人偏好数据，因此我们会有意选择能够影响服务或 政策的回答，从而增大调查数据的偏差通常调查属性要有3 个以上，但也并非属性越 多越好提供的属性过多，所含的信息量超过回答者的判断能力和忍受程度，回答者也 难于作出正确的回答，从而影响数据的准确性 2 确定调查属性的水平 一般一个属性设置两个以上的水平，特别关心的属性，可以设置3 个以上需要注 意的是，在确定水平值时，水平的取值必须是与实际相符的，即回答者认为现实的否 则，将降低调查数据的精度水平值的范围以某个值为基准，按一定比例或一定数量增 减来设定例如对于轨道交通票价，可以设置3 个水平，以4 元为基础，上下增减2 元， 则得到3 个水平值2 元、4 元、6 元 3 情景组合设计 情景组合设计即为试验方案设计，它是指将各个属性及其水平以一定方式进行有 机组合，形成可选方案供受访者选择这有利于分析属性及其水平对调查项目的影响 情景组合设计方式通常采用几种方法，包括全面设计法，正交设计法，均匀设计法这 些统计实验方法可以保证各属性间的值2 逐性当调查项目有n 个属性，m 个水平时， 利用全面设计法会有m 住个方案当选择方案过多时，会引起被调查者的疲倦和反感 为此，需要采用一定的方法减少试验方案个数正交设计法可以解决这一问题，在正交 设计中随着水平数的增加，调查情境总数呈指数倍增加若调查项目有他个属性，m 个 水平时，利用正交设计法会有m 2 种方案但是，随着m 的增大，正交设计法仍然不能 满足要求因此，北京交通大学的王方首次提出了使用均匀设计法设计调查方案，更加 减少试验次数 】2 s p 调查在离散选择模型中的应用 第三章s p 调查的基本理论 在调查方案设计的整个过程中要以调查目标为导向，以实际情况为依据，以数学方 法为指导准确的确定属性，属性水平进而进行情景组合设计北京交通大学的王方虽然 提出了使用均匀设计法设计情景组合，但是在属性的确定中仍有不完善之处，破坏了均 ， 匀设计本身的特性本文中我们也将采用均匀设计法，但在属性选择，方案设计中会对 此进行改进 3 3 调查问卷结构 良好的调查问卷应当满足以下要求：尽量简洁、问题明确、语言通俗易懂以及问 题的顺序合理通常，调查问卷包括调查说明，个人信息及s p 游戏三部分调查说明主 要是指出本次调查的调查目的个人信息是个人的年龄，收入，性别等基本信息，主要用 于决策者个性分析以及与选择结果做比较分析s p 游戏部分是调查问卷的主体部分， 主要是要求被调查者对我们提供的各种情景做出符合其个人意愿的选择，为我们后面 的建模和数据分析提供数据支持 1 3 第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析s p 调查在离散选择模型中的应用 第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析 4 1 调查目的和调查方法 1 4 1 1 调查目的 众所周知，高校教学方式的合理性与否会直接影响到教学的效果但随着科学技术 的迅猛发展，高校传统的教学方式出现了众多弊端为了更好的培养适合社会发展的人 才，各高校开始积极的探索教学改革的方案并具体实施目前，苏州大学的教学改革正 处于探索阶段这一系统工程必然会受到来自学生、教师、社会等各方面的影响但学 生是学校教育的对象，他们对教学方式方法的认可是决定教学效果的最终因素因此， 客观求实地调查苏州大学的学生对于教学情况的态度，为我校教学改革提供基础数据 和基本支持，十分必要 ： 4 1 2 调查方法 离散选择模型的调查方法主要有r p 调查和s p 调查两种方法此次关于我校教 学情况的调查，我们采用s p 调查方法s p 调查是以事先确定的属性( 或因素) 及其水 平组成各种情境，再由这些情境构成替选方案，供受访者以评分、等级排序或离散选择 的方式评估其对各选项的整体偏好 s p 调查方法最大的特点是调查的是已经发生的事情，这是它的优势所在苏州大 学的教学改革正处于探索中，采用r p 调查是不可行的另外，使用s p 调查方法，通过 对各因素的水平进行情景组合设计，不仅可以分析各个因素对学生选择的影响，而且还 能对它们进行定量比较举例来说，在此次调查中我们选定了六个因素，其中两个因素 是教师教龄和教学中使用多媒体的比例通常来讲，为了得到这两个因素对教学情况 的影响我们可以分别进行调查，最终得到各类学生对不同年龄阶段教师的选择情况，对 不同比例的多媒体的偏好情况但是，当二者同时存在时会有相互影响，最终会影响到 对教学方案的选择情况，s p 调查正是可以得到各因素的权衡情况确定其对学生选择的 影响程度 1 4 s p 调查在离散选择模型中的应用第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析 4 2 调查表设计 本次调查的目的是为了研究影响学生选择苏州大学教学方式的主要因素及其影响 程度由于在离散选择模型中我们假定某一群体有一致的选择行为，因此，我们需要根 据调查对象的特征对其分类此次调查，我们重点考察了调查对象的性别，年级，专业 等基本信息，这属于调查表的第一部分 调查表的第二部分称为s p 游戏在s p 调查中，研究人员要根据实际情况和专业 经验，确定相关的影响因素，即调查属性，及属性的不同取值，即水平影响学生对学校 教学方式选择的因素很多，有学校因素，学生因素，教师因素和社会因素等等决策者通 常需要考虑各种因素并根据其偏好给出选择本次研究我们选择了部分代表因素，重 点考察了包括英语教学在双语教学中的比例，教学中使用多媒体的比例，教师教龄，奖 学金覆盖率，平时成绩在综合成绩中的比例，公共课选课方式( 选课单位) 等在内的六 个因素 此次调查中调查属性的选择综合考察了教师因素和学校因素其中，英语教学的比 例会受到教师英语水平的影响，教学中多媒体比例会受学校的教学条件限制，奖学金覆 盖率和平时成绩的比例是学校的具体规定通常来讲，英语水平好的学生希望英语教 学的比例会高些，而英语成绩差的学生则更倾向于教学中较少使用英语对于教师教 龄，有的学生倾向于年轻教师，因为这类教师与学生年龄差距较小，师生之间更容易沟 通交流，而有的学生则倾向子年长的教师，是因为更看重教师的教学经验对于大学英 语，哲学等公共课的选课方式，有的学生希望是小班教学，以班级为选课单位，有的学生 更倾向于集体教学以学校为选课单位，多增加一些交流此次调查，就是要学生结合自 己的实际情况，根据学生自己的行为偏好作出选择所做的调查这也验证了s p 方法的 选择原因，即0 人们对假定条件下的多个方案所表现出来的主观偏好 而进行的意愿性 调查 本调查的目的是为我校教学改革提供数据，因此教学方式属性的取值既要结合实 际情况，又要兼顾可能的变化据了解，目前苏州大学数学科学学院的英语教学在双语 教学中的比例为1 0 ；教学中使用多媒体的比例为2 5 ；教师教龄为1 2 年；奖学金覆 】5 第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析s p 调查在离散选择模型中的应用 盖率为2 5 ；平时成绩在综合成绩中的比例为2 0 ；公共课选课方式多数为院系因 此，对于以上各种属性，我们给出了以下不同的水平取值，具体可见下表： 表4 1 属性水平表 属性水平 英语教学在双语教学中的比例( )0 ，2 0 ，4 0 ，6 0 ，8 0 ，1 0 0 教学中使用多媒体的比例( ) 0 ，3 0 ，6 0 ，1 0 0 教师教龄( 年) 1 - 5 ，5 - 1 0 ，1 0 - 2 0 ，2 0 - 3 0 奖学金覆盖率( ) 5 ，1 0 ，2 0 ，4 0 平时成绩在综合成绩中的比例( ) 1 0 ，2 0 ，3 0 公共课选课方式( 选课单位) 班级，院系，学校 针对以上表格，有如下具体说明： 1 六个属性中有一个取6 水平，三个属性取4 水平，两个属性取3 水平因此，总 体上来看，此为二个混合水平设计 2 英语教学在双语教学中的比例，设置了6 个水平，每间隔2 0 为一个水平其 中，2 0 表示课堂讲授基本只用中文，只有专业词汇采用英文，或者使用英文教材，但 是讲授及其他使用中文4 0 表示教师中英文授课，中英文板书，同时学生中英文笔记， 作业和考试仅使用中文6 0 表示半英文教学，教师中英文授课，中英文板书，学生中 英文笔记，但是英文作业，英文考试8 0 表示在半英文的基础上，学生与老师交流使 用英语1 0 0 则表示全英文教学 3 教学中使用多媒体的比例，取四水平其中0 表示完全采用传统教学方式， 3 0 表示只用多媒体展示课堂内容的基本结构和视觉效果，课程内容的主干等使用传 统教学6 0 表示使用多媒体展示所有课堂内容，对必要的定理证明等说明部分使用板 书讲解 4 教师教龄根据实际情况采用分阶段设置水平，共4 水平，分别为1 5 年，5 - 1 0 年， 1 0 - 2 0 年，2 0 年以上 5 奖学金覆盖率取四个可能值，分别为5 ，1 0 ，2 0 ，4 0 6 平时成绩在综合成绩中的比例，取三个水平，分别为1 0 ，2 0 ，3 0 平时成绩 】6 s p 调查在离散选择模型中的应用第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析 的考核方式可以有小测验，期中考试，作业布置，课堂表现等方式不同的方式组合设 置不同的比例 7 公共课选课方式，有三个可能值，其中以班级为选课单位表示某一公共课只在 本班级内部选择，其他类似 接下来我们以事先确定的属性及其水平组成各种情景，由这些情景组成替选方案， 供受访者评分排序，这个过程称为情景组合设计本次调查我们采用评分的评价方式， 由此获得更多的数据信息在这里，根据离散选择模型的效用最大化原则，变量之间要 无相互依赖性为此，我们通常采用某些数学方法减少变量之间的相关性通常的方法 有全面设计法，正交设计法和均匀设计法此处我们选择均匀设计法均匀设计的特点 是均匀分散，整齐可比这里选择均匀设计法的最大优势是试验次数少，数据有较好的 代表性 本章中将均匀设计法引入s p 调查中根据此次调查的属性及各属性水平的取法， 0 采用混合水平均匀设计表进行情景组合设计，以均匀设计的中心化l 2 偏差为指标，可 优化得到如下的均匀设计表： 表4 2 均匀设计表 试验因子 ii ii i ii vvv i n o 1423413 n o 2432l31 n o 324342 1 n o 4 62 32 32 n o 5134 3 33 n o 631143 2 n o 712 12 11 n o 85l4 3 21 ， n o 9 541223 n o 1 02121 2 3 n o 1 1 34 41 1 2 n o 1 2 63231 2 根据均匀设计法的原理，采用表2 的均匀设计表可以极大的减少试验次数，简化实 1 7 的每一种情景进行评分例如，对第一种情景，当英语教学在双语教学中占6 0 的比例， 教学中使用多媒体的占3 0 ，教师教龄在1 0 - 2 0 年阶段，学校奖学金覆盖率为4 0 ，平 时成绩在综合成绩中的比例为1 0 ，公共课以学校为选课单位时，这样一种教学方案 在你心中地位如何，如果用1 1 0 0 分的数值来评价你可以打出多少分? 如此，受访者需 要回答1 2 次便可完成一次调查 ，至此，我们便得到了苏州大学教学情况意向调查表 4 3数据分析及其结果解释 4 3 1 数据统计 此次调查共对苏州大学的2 0 5 名学生进行了调查，调查地点分布于苏大东校区，苏 】8 s p 调查在离散选择模型中的应用第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析 大本部，独墅湖校区等三个校区，调查时间为期一周，调查对象分布于2 0 0 6 - 2 0 0 9 级的 各年级学生此次调查的受访者基本信息统计如下 共调查2 0 5 名学生，其中男生8 7 人，占4 2 4 ，女生1 1 8 人，占5 7 6 八个学院， 其中管理学院5 8 人，占2 8 3 ，外国语学院7 人，占3 4 ，商学院4 7 人，占2 3 ，电子 信息学院2 3 人，占1 1 2 ，物理科学学院1 0 人，占4 9 ，医学院3 0 人，占1 4 6 ，计算 机科学学院1 7 人，占8 3 ，数学科学学院1 3 人，占6 3 4 3 2 单因素分析 根据前面的调查表设计我们已经知道，每位学生对1 2 种教学情境进行比较选择 影响学生选择的因素主要考虑了英语，多媒体，教师教龄等6 各因素为了更好的分析 各因素对教学情境的影响，首先进行单因素分析 以教师教龄为例，- 分析教学情境中教师教龄对学生偏好选择的影响处理方法是 二 以教师教龄的每个水平值为自变量，以所有学生的各个水平值所对应的评分的均值为 因变量，建立二者之间的关系通过m a t l a b 程序可以实现，得到散点图如下所示： 奖学金覆盖串 多媒体教学比调 平时威缋比椤l 教师教龄 1 9 第四章关于苏州大学教学情况意向调查的实证分析 s p 调查在离散选择模型中的应用 从图中可以看出，整体趋势教师教龄对学生选择的影响是正影响，即学生希望教师 的教龄越长越好这与实际情况是相符的一般来说，教师教龄越长，教学经验越丰富， 学生青睐这样的教师从图示还可以看到，当教师教龄达到一定程度后，学生的评分有 所下降这表明，并不是教师教龄无限的越大越好相比年轻教师，教龄太长的教师在 英语教学，多媒体教学等现代教学工具的使用上可能不够熟练因此，这也一定程度上 影响了学生的对其选择然而具体是哪种因素影响了教师教龄这个因素，单因素分析 并不能给出结果，后面的模型分析部分可以为其作出解释 另外几种因素对学生选择教学方案的影响，也可由图示类似得出从整体趋势来 看，学生希望英语教学的比例越多越好，多媒体教学越多越好，奖学金覆盖率越高越好， 平时成绩在综合成绩中的比例越少越好，选择以班级形式的小班教学较好这与实际情 况是相符的但是当考虑到以上