Факторный анализ в психодиагностике: EFA, CFA и нагрузки
EFA и CFA в психодиагностике, факторные нагрузки, индексы RMSEA/CFI/TLI, пример гуманистической установки и jamovi для учебных расчётов
Содержание
- Разведывательный факторный анализ (EFA)
- Подтверждающий факторный анализ (CFA)
- Индексы соответствия (Fit Indices)
- RMSEA (Root Mean Square Error of Approximation)
- CFI (Comparative Fit Index)
- TLI (Tucker-Lewis Index)
- Факторные нагрузки в CFA
- Паттерные и структурные коэффициенты
- Рефлексивное измерение
- Почему EFA и CFA не на одной выборке
- Эквивалентные модели и пороги Hu–Bentler
- Пример: гуманистическая установка
- EFA или CFA: когда что применять
- Пример: структура 16PF
Факторный анализ выделяет скрытые переменные (факторы), из‑за которых пункты опросника коррелируют друг с другом. Его применяют при разработке и проверке шкал.
Это та же логика, что модель индикатор → конструкт из вводной статьи о тесте как гипотезе: пункты — наблюдаемые индикаторы, фактор — латентный конструкт.
Разведывательный факторный анализ (EFA)
Exploratory Factor Analysis (EFA) применяется на этапе разработки инструмента — когда гипотез о структуре конструкта ещё нет или они нечёткие.
Что делает EFA:
- Анализирует матрицу корреляций между пунктами.
- Выделяет факторы — группы пунктов, которые «ходят вместе».
- Оценивает, сколько факторов объясняет достаточно дисперсии.
Как решается число факторов:
- Критерий Кайзера: факторы с собственным значением > 1.
- График «каменистая осыпь» (scree plot): выбирается точка перегиба.
- Параллельный анализ — более строгий современный метод.
Факторные нагрузки — коэффициенты, показывающие, насколько сильно каждый пункт «нагружен» на каждый фактор. Значение ≥ 0,4 считается достаточным для включения пункта в шкалу.
Пример: Если три пункта — «я часто чувствую тревогу», «у меня учащается сердцебиение в стрессе», «я плохо сплю перед важными событиями» — дают высокие нагрузки на один фактор, это свидетельствует в пользу единого конструкта тревоги.
Вращение: EFA применяет вращение факторов для упрощения интерпретации. Ортогональное (Varimax) предполагает независимость факторов. Облическое (Oblimin, Promax) допускает корреляцию между ними — что реалистичнее для большинства психологических конструктов.
Подтверждающий факторный анализ (CFA)
Confirmatory Factor Analysis (CFA) — следующий шаг. Используется, когда структура уже задана теорией или получена из EFA, и нужно проверить, насколько данные соответствуют предполагаемой модели.
Как работает:
- Задаётся модель: какие пункты загружены на какие факторы.
- Модель тестируется на данных.
- Оцениваются индексы соответствия (fit indices).
Индексы соответствия (Fit Indices)
После CFA исследователь смотрит, насколько модель хорошо описывает данные.
RMSEA (Root Mean Square Error of Approximation)
Ошибка аппроксимации: насколько плохо модель воспроизводит реальную матрицу корреляций.
| Значение | Интерпретация |
|---|---|
| ≤ 0,05 | Хорошее соответствие |
| 0,05–0,08 | Приемлемое |
| 0,08–0,10 | Посредственное |
| > 0,10 | Неудовлетворительное |
RMSEA чувствителен к размеру выборки и сложности модели.
CFI (Comparative Fit Index)
Сравнивает модель с нулевой моделью (без связей между переменными).
| Значение | Интерпретация |
|---|---|
| ≥ 0,95 | Отличное соответствие |
| ≥ 0,90 | Хорошее |
| < 0,90 | Сомнительное |
TLI (Tucker-Lewis Index)
Аналог CFI, но учитывает сложность модели: штрафует за избыточные параметры. Хорошее значение — ≥ 0,90.
На практике решение о приемлемости модели принимается по совокупности индексов: RMSEA ≤ 0,06, CFI ≥ 0,95, TLI ≥ 0,95 — «правило большого пальца».
Факторные нагрузки в CFA
В CFA нагрузки задаются заранее (какой пункт на какой фактор), а программа оценивает их величину и значимость.
- Нагрузка ≥ 0,50 — умеренная, приемлемая.
- Нагрузка ≥ 0,70 — хорошая.
- Стандартизированная нагрузка ≥ 0,40 — минимальный порог (в современных работах часто ориентир ≥ 0,50).
Если нагрузка пункта < 0,40, пункт слабо отражает конструкт и может быть исключён или пересмотрен.
Паттерные и структурные коэффициенты
В SEM различают два типа связи «фактор — пункт»:
- Паттерный коэффициент — прямой эффект фактора на пункт при контроле других факторов (регрессионный вес). Это то, что чаще всего называют «факторной нагрузкой» в CFA.
- Структурный коэффициент — обычная корреляция пункта с фактором; в него входят и косвенные связи через корреляцию между факторами.
В моделях с коррелирующими факторами пункт может иметь нулевой паттерный вес на фактор B, но ненулевую структурную корреляцию с ним — из‑за связи факторов A и B.
Рефлексивное измерение
В опросниках обычно предполагают рефлексивную модель: латентный конструкт (тревожность, установка) — причина ответов на пункты, а не наоборот. Пункты — «эффект-индикаторы» конструкта. Именно так устроены EFA/CFA для шкал личности и установок.
Почему EFA и CFA не на одной выборке
Попытка «подтвердить» EFA через CFA на тех же данных часто даёт ложное ощущение успеха: обе процедуры используют одни и те же случайные колебания выборки. На данных EFA пункты часто имеют вторичные нагрузки на другие факторы; в CFA эти пути обычно фиксируют на нуле — модель становится жёстче и чаще отвергается.
Корректный порядок: EFA на одной части выборки (или выборке) → гипотеза структуры → CFA на новой выборке (кросс-валидация).
Схему можно приблизить, отдалить или вернуть к исходному масштабу кнопками управления.
Эквивалентные модели и пороги Hu–Bentler
Для многих CFA-моделей существуют эквивалентные переформулировки с теми же RMSEA, CFI и TLI (например, корреляция факторов vs фактор второго порядка). Статистика не выбирает «истинную» теорию — её задаёт содержание и повторяемость на новых данных.
Жёсткие пороги Hu и Bentler (1999) для RMSEA и CFI полезны как ориентир, но в симуляциях и на порядковых шкалах они не универсальны. Индексы смотрят вместе с содержательным смыслом модели и матрицей остатков.
Для пунктов по шкале Ликерта вместо обычного CFA иногда применяют модели с полихорическими корреляциями (например, оценка WLSMV) — иначе нарушается предположение о непрерывности ответов.
Пример: гуманистическая установка
Опросник на гуманистическую установку может включать три фактора:
- Эмоциональный — «человеческая жизнь — самое ценное», «любовь к людям — главный компонент жизни».
- Когнитивный — понимание, зачем обществу ценность жизни, право на своё мнение.
- Поведенческий — помощь на улице, пожертвования, помощь, когда неудобно.
В валидационном исследовании CFA проверяет, что пункты группируются именно так. Смотрят факторные нагрузки (ориентир курса — > 0,5) и индексы RMSEA, CFI, TLI. Для расчётов в учебных работах часто используют jamovi — но интерпретируют цифры, а не софт.
Поведенческий фактор обычно слабее связан с двумя другими: декларативное знание и реальное действие редко совпадают.
EFA или CFA: когда что применять
| Ситуация | Метод |
|---|---|
| Разработка нового опросника без чёткой теории | EFA |
| Проверка теоретически обоснованной структуры | CFA |
| Адаптация зарубежного опросника для новой культуры | CFA (с модификацией при необходимости) |
| Первичная валидация шкалы | EFA → CFA (на разных выборках) |
Правило: не применять EFA и CFA на одних и тех же данных. EFA — на одной части выборки, CFA — на другой.
Пример: структура 16PF
Опросник 16PF Кеттелла — один из классических примеров применения факторного анализа. Кеттелл начал с сотен слов-черт и через серию EFA пришёл к 16 относительно независимым факторам личности. Современные версии опросника проходят CFA в разных культурах для проверки инвариантности структуры.
KABC-I (Кауфман): сначала EFA выделял факторы последовательной и одновременной обработки; затем CFA проверял, что заданные субтесты нагружаются на эти факторы — типичный цикл «разведка → проверка».
Литература
- Анастази, А., & Урбина, С. (2005). Психологическое тестирование (7-е изд.). Питер.
- Hu, L., & Bentler, P. M. (1999). Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis. Structural Equation Modeling, 6(1), 1–55.
- Kline, R. B. (2015). Principles and practice of structural equation modeling (4th ed.). Guilford Press.