陳奇奇, 王觀虎, 徐吉朋, 張 儉, 張國權(quán), 邵 斌, 種小雷

(1.空軍工程大學航空工程學院， 西安， 710038；2.94899部隊， 福建 福清， 350300；3.94826部隊， 上海， 200000)

軍用機場飛行區(qū)設(shè)施一般包括跑道、土跑道、聯(lián)絡(luò)道、平地區(qū)、停機坪、滑行道、助航燈光、端保險道等，此外還有凈空條件限制的設(shè)施，是飛機停放、滑行、維修、加油掛彈等所必需的基本場地和保障前提，飛行區(qū)設(shè)施保障效能就是飛行區(qū)內(nèi)各項設(shè)施保障飛機正常完成各項活動尤其是各種飛行任務(wù)的可能性和時效性的度量[1]。因此，設(shè)施保障效能不僅與飛行區(qū)設(shè)施的狀態(tài)有關(guān)，與各個設(shè)施的保障能力以及設(shè)計布局合理性有關(guān)。現(xiàn)有的關(guān)于跑道平整度，跑道外觀質(zhì)量等狀況的測量手段費時費力，同時關(guān)于機場各項設(shè)施布局合理性也沒有一個有效測量手段去進行評估。

IRT是在經(jīng)典測驗理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種現(xiàn)代心理測量理論。近年來，國內(nèi)學者羅照盛[2]、許志勇[3]、杜文久[4]、楊業(yè)兵[5]、涂冬波[6-7]等在這方面進行了大量研究，但大多側(cè)重于IRT基礎(chǔ)理論及其在自適應測驗、試題庫建設(shè)、人格測驗與標準化考試的應用等方面。將IRT應用于滿意度調(diào)查的國內(nèi)文獻只有劉全的關(guān)于社情民意調(diào)查問卷設(shè)計[8]，而此文在進行記分時采用的仍是簡單的1、0記分法，即滿意記為1分，不滿意記為0分，雖然文章提到問卷采用李克特5級記分法，但并沒有給出5級記分和2級記分轉(zhuǎn)換的原則與方法。國外學者Quan N h、Zhao D Q、Jolai F與Gupta R等利用非參數(shù)IRT開發(fā)工作角色功能問卷，測試了四因子和三因子模型并確定出有問題的項目[9-12]。因此，本文在原有研究基礎(chǔ)上采用IRT等級反應模型(Graded Response Model，簡稱GRM)，使得調(diào)查問卷設(shè)計及結(jié)果分析更加科學合理。

1 IRT應用原理

作為經(jīng)典模型，IRT的大部分論斷或命題的成立是建立在一定的假設(shè)前提基礎(chǔ)之上，并由此逐漸演變發(fā)展而來，IRT有如下3個基本假設(shè)：

1)潛在特質(zhì)空間的單維性假設(shè)。所謂單維性，是指IRT假設(shè)只有一種潛在心理特質(zhì)(如態(tài)度、看法等)對反應數(shù)據(jù)起作用，其他潛在特質(zhì)均可忽略。對于機場飛行區(qū)設(shè)施使用滿意度調(diào)查問卷來說，問卷各個項目測量均是飛行員對設(shè)施的主觀態(tài)度。

2)局部獨立性假設(shè)。局部獨立性是指針對不同的調(diào)查者，在對任何一個題目作答所得到相應各自態(tài)度的機率是獨立不相關(guān)的，即影響被調(diào)查者作答態(tài)度的因素是唯一的，是問卷本身的潛在特質(zhì)，當排除這個因素的影響后不同項目間的作答反應不會有任何關(guān)系[13]。局部獨立性有2個條件：一是題目之間不能存在內(nèi)容相依或關(guān)聯(lián)，二是被調(diào)查者不能抄襲。

3)項目特征曲線的假設(shè)[14]。IRT理論中分析并量化了被調(diào)查者的潛在心理特質(zhì)和項目參數(shù)之間的數(shù)學表達關(guān)系，通過項目特征曲線來具體表示，其本質(zhì)是被調(diào)查者通過選擇不同選項的概率與潛在特質(zhì)分數(shù)所對應的回歸曲線。

1.1 基于IRT的機場飛行區(qū)設(shè)施使用滿意度調(diào)查的原理

IRT中的項目對于調(diào)查問卷來說就是問卷中的題目，因此，為了方便理解，下文中除專有名詞外均用題目表示項目。機場飛行區(qū)設(shè)施是飛機進行各項活動所必需的基本場地和保障前提，飛行員通過駕駛飛機或者平時的觀察體會等活動都會對飛行區(qū)設(shè)施有自己的心理認知或稱態(tài)度量值。

假設(shè)飛行員在使用機場飛行區(qū)設(shè)施的過程中，對設(shè)施的使用滿意度評價為θ(-3≤θ≤3)。在任何時刻，每一個被調(diào)查者(飛行員)都只會有一個態(tài)度量值θ，然而該θ值不可能立即知道，需通過一定的分析并計算得到。調(diào)查時，當我們把第i個調(diào)查題目呈現(xiàn)給被調(diào)查者時，將會誘發(fā)出被調(diào)查者的一個態(tài)度反應Ri，此時，被調(diào)查者對某題目的評價結(jié)果如何，關(guān)鍵取決于其潛在態(tài)度反應Ri是否大于某個等級參數(shù)bj。例如：關(guān)于飛機跑道平整度的題目選項分為非常不滿意、較不滿意、一般、較滿意、非常滿意5個選項,對應的分值分別為0，1，2，3，4。之所以將得分等級定為0～4而不是1～5,是因為要和常規(guī)的能力測試相統(tǒng)一起來，以便后期數(shù)據(jù)分析方便。b1～b4分別是4個“難度”級別，其中b1是“較不滿意”的等級參數(shù)，其它依此類推，并且有b1

本文采用多級反應模型來描述項目特征曲線(Item Characteristic Curve，ICC)，多級記分模型應用最多的是由Samejima于1969年提出的GRM。對于該模型，其相應的反應函數(shù)實際形式為：

(1)

式中：ai表示題目區(qū)分度，對應特征曲線圖中曲線拐點處切線斜率的絕對值；bik表示第i個題目第k個得分等級的難度，在特征曲線圖中顯示為相鄰兩個選項的特征曲線的交點；θ為被調(diào)查者的態(tài)度量值；Pik(θ)表示態(tài)度量值為θ的被調(diào)查者在題目i上恰得第k等級分數(shù)的概率；D為常數(shù)1.7。

相應的ICC形式如圖1所示。

1.2 IRT調(diào)查精度控制原理

測量誤差是評價測驗質(zhì)量的主要指標，IRT用信息量代替CTT中的信度的概念[15]。信息量一般通過信息函數(shù)來計算，信息函數(shù)是IRT中一個控制調(diào)查精度的參數(shù)，它分為項目信息函數(shù)和測驗信息函數(shù)，項目信息函數(shù)通過一定規(guī)則的累加，即可得到測驗信息函數(shù)。IRT中測量標準誤差為測驗信息函數(shù)在該特質(zhì)水平上的值的平方根的倒數(shù)，即為：

(2)

式中：Ii(θ)為項目信息函數(shù)。

IRT中把題目在評價被調(diào)查者特質(zhì)水平時貢獻的信息量大小關(guān)系定義如下:

(3)

則對于上文提到的5級反應模型，每個題目在態(tài)度量值上的信息函數(shù)為：

(4)

由式(4)可知，每個題目在態(tài)度量值上的信息函數(shù)可根據(jù)每一個態(tài)度量值θ得到被調(diào)查者的不同調(diào)查精度。信息函數(shù)圖象呈多峰形，在θ接近調(diào)查題目某個等級難度bik時達到最大。因此，根據(jù)得到的不同態(tài)度量值，決定出最利于提高估計精度的選項，以使得相應調(diào)查能夠得到預期的滿意精度。

2 基于IRT的問卷設(shè)計過程

基于IRT的問卷調(diào)查設(shè)計主要程序為：①明確調(diào)查目的；②編制調(diào)查計劃；③設(shè)計調(diào)查指標；④問卷整體設(shè)計；⑤試調(diào)查；⑥數(shù)據(jù)分析；⑦指標精簡；⑧形成最終問卷。調(diào)查問卷設(shè)計程序中核心部分是⑥數(shù)據(jù)分析，具體分為如下步驟：

1)單維性檢驗。單維性檢驗通常選用主成分分析法，通常來說第一主成分與第二主成分的特征根之比大于5即說明此假設(shè)成立。利用SPSS軟件對所得數(shù)據(jù)進行處理分析，得到因子碎石圖，然后提取出最具有代表性即第一因子與第二因子的特征根。

2)GRM擬合檢驗。在測驗單維性檢驗通過后，可通過IRTPRO軟件對GRM進行擬合度分析，通過RMSEA指標判斷所得評價模型是否擬合。RMSEA=0表示模型完全擬合，RMSEA<0.05表示模型擬合度較高，證明模型的可靠性。

3)參數(shù)估計與題目篩選。利用IRTPRO軟件計算各題目的區(qū)分度參數(shù)ai和等級(難度)參數(shù)bik的估計值，ai一般取在0.5～4.0之間，bik在-3.0～3.0之間，對結(jié)果中不符合要求的題目需要進行修改或刪除。

4)目標信息曲線的確定。根據(jù)預先所設(shè)定的調(diào)查精度，通過計算ES(θ)，得到實際調(diào)查需要滿足的最低信息量，經(jīng)過分析整合確定出目標信息曲線。

5)確定最終調(diào)查問卷。通過問項選擇可得到調(diào)查問項，根據(jù)上述步驟所得到的信息曲線以最少的題目產(chǎn)生一條測驗信息曲線，等于或大于目標信息曲線。

3 實例驗證

飛行區(qū)設(shè)施使用滿意度問卷調(diào)查的目的是掌握飛行員對機場飛行區(qū)保障設(shè)施狀態(tài)的滿意度情況，以便較為高效快捷地得到機場飛行區(qū)設(shè)施保障能力，從而為決策部門提供輔助決策依據(jù)。

3.1 指標設(shè)計

指標的設(shè)計涉及到機場飛行區(qū)保障設(shè)施各主要方面，包括設(shè)施的設(shè)計、布局合理性以及質(zhì)量狀況等方面，我們設(shè)計的具體指標是否科學地反映調(diào)查目的，就需要用到本文所提的IRT來處理。調(diào)查問卷包括：①被調(diào)查者基本情況如性別與飛行小時數(shù)等，為填空題；②飛行員對飛行區(qū)設(shè)施滿意度的評價，選擇題，包括31個題目，測評指標采用態(tài)度量化的5級李克特累加量表方法，即分別對5級態(tài)度“很不滿意、不滿意、一般、滿意、很滿意”賦予“0，1，2，3，4”的值，具體的題目指標見表1；③問答題，以補充前2部分未涉及到的因素，使得問卷的設(shè)計更加合理可靠。

表1 調(diào)查問卷指標

3.2 試調(diào)查

為初步檢驗問卷設(shè)計尤其是指標設(shè)置的合理性，課題組前往某機場進行實地調(diào)研，發(fā)放并回收問卷103份，有效問卷96份，有效率93.2%。在問卷發(fā)放之前，征得機場相關(guān)單位領(lǐng)導的同意和支持，向參與問卷調(diào)查的各位飛行員講清楚此次調(diào)研的實際意義并保證收回的問卷只用于科學研究，不作為評判機場設(shè)施好壞的標準，而且采取不記名的方式，從而消除被調(diào)查者的抵觸情緒，同時在正式的場合發(fā)放問卷，保證測試過程和形式的正規(guī)化，在所有人作答完畢后將問卷收回，保證100%回收問卷。

3.3 單維性檢驗

為了檢驗本文所設(shè)計的問卷是否符合單維性假設(shè)，本文采用SPSS軟件對前期所調(diào)查的問卷數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果如表2和圖2所示。

表2 KMO和Bartlett檢驗結(jié)果

由表2可知KMO=0.831，大于0.5，Bartlett球形檢驗的P值為0.000，小于0.05，2項指標均滿足要求，說明本次所得問卷數(shù)據(jù)適合進行因子分析，仍利用Spss軟件對該問卷數(shù)據(jù)進行因子分析，得到因子碎石圖，見圖2。

圖2 因子碎石圖

由圖2可知，第一因子即貢獻率最高的因子的特征根值為13.380，第二因子特征根為2.636，二者之比為5.076>5，說明單維性假設(shè)成立。

3.4 GRM擬合檢驗和局部獨立性檢驗

結(jié)合實際情況，本文擬采用IRTPRO軟件對GRM進行模型擬合檢驗[15]。關(guān)于模型擬合檢驗的指標較多，目前沒有較為統(tǒng)一的標準，通過對IRT基本原理與特點的分析，擬采用RMSEA指標對模型擬合的好壞進行評判。RMSEA指標表示所建立的模型與原數(shù)據(jù)的匹配度，與擬合程度呈負相關(guān)，通常來說，RMSEA=0表示模型與數(shù)據(jù)完全匹配，模型適應性達到最佳，<0.05表示模型擬合度較好，在可接受范圍內(nèi)。經(jīng)IRTPRO軟件計算所得的RMSEA值為0，據(jù)此可認為調(diào)查問卷數(shù)據(jù)能夠完全擬合GRM，具體結(jié)果如表3所示。

表3 模型擬合檢驗參數(shù)

3.5 參數(shù)估計與題目篩選

本文使用IRTPRO軟件對問卷中題目數(shù)據(jù)進行參數(shù)估計，得到各個指標的等級參數(shù)和區(qū)分度參數(shù)，見表4。

由表4可知，題目1、28、29、30的區(qū)分度a分別為4.76、0.05、0.44與5.18，均不符合0.5～4的要求，題目10、18、20、25～31的難度參數(shù)b不符合-3～3的要求，這些題目指標應該予以修改或刪除，但應修改還是刪除需結(jié)合具體題目的信息曲線來確定，該11項的題目特征曲線見圖3。

表4 題目參數(shù)估計值

由圖3可知，題目26、28、29(即洞庫距三線合一停機坪距離、平地區(qū)平整度與土跑道平整度)的特征曲線各項指標均不符合要求，而題目10、18、20、21、27、31(滑行道制動性能、引導燈光布局、升降帶內(nèi)障礙物情況、滑行道兩側(cè)障礙物情況、防護設(shè)施狀態(tài)與端保險道表面狀況)的特征曲線雖然較平緩，滿足一定要求，但題目信息曲線顯示各個指標的信息量太少。因此，本文將上述9個題目指標予以刪除。指標1和指標30雖然區(qū)分度a較大，但能提供的信息量較多，所以，不予刪除而是修改，通過修改表達方式達到減小區(qū)分度的目的。通過剔除所有不滿足要求的題目指標后，最終問卷剩余22個指標。

3.6 目標信息曲線確定

心理測驗通常是為解決一定社會問題而產(chǎn)生的，測驗用途不同，測驗的具體目的也就有區(qū)別，對測量精度或者是測驗鑒別力的實際要求也就不一樣。根據(jù)測驗目的提出具體的實際要求，就應設(shè)計測驗信息曲線的種種目標狀態(tài)。包括測驗信息曲線的峰值點個數(shù)及出現(xiàn)的位置等相關(guān)參數(shù)，即整個曲線的形狀及其分布情況。這種直接體現(xiàn)測驗目的要求的測驗信息曲線的目標狀態(tài)，稱為測驗編制過程中的測驗目標信息曲線[16]。結(jié)合軍用機場飛行區(qū)設(shè)施使用現(xiàn)狀及特點，本文所設(shè)計問卷均是5級記分，相比于傳統(tǒng)的0,1記分目標信息曲線的單峰曲線，5級記分的目標信息曲線應有4個峰值點位置，即每兩個相鄰等級之間有一個峰值點，每個峰值點所對應的θ軸上的點，是測驗能提供出最大信息且測量誤差最小的點，這個關(guān)系可從式(2)中得出，如果這4個θ值點恰好代表了非常不滿意與不滿意，不滿意與一般，一般與滿意，滿意與非常滿意的態(tài)度量值的分界點，那么這一測驗在不同等級劃界點上就有最小的測量誤差。

圖3 參數(shù)不符合要求的項目特征曲線(實線)及項目信息曲線(虛線)

圖中細實線為測驗信息曲線，粗實線為目標信息曲線，虛線為標準差曲線，與測驗信息曲線相對應。從圖中可以看出，測驗信息曲線能夠覆蓋目標信息曲線，即滿足最低信息量要求，同時測驗信息曲線和目標信息曲線相差不多，因此不考慮繼續(xù)刪減題目，至此問卷設(shè)計工作完畢。

圖4 測驗信息曲線和目標信息曲線對比圖

4 結(jié)語

1)本文研究表明該機場飛行員對滑行道制動性能、引導燈光布局、升降帶內(nèi)障礙物情況、平地區(qū)平整度、土跑道平整度、洞庫隱蔽性、防護設(shè)施狀態(tài)、洞庫距三線合一停機坪距離與端保險道表面狀況的態(tài)度量值差別較大，而且相應的題目提供的信息量也很少，說明飛行員對這些設(shè)施的狀態(tài)或布局關(guān)注不多，不是影響他們對設(shè)施滿意度評價好壞的重要因素。本項研究也存在一些局限性，這些數(shù)據(jù)來自某軍用機場，在該地區(qū)以外的適用性還不確定。本文所設(shè)計的調(diào)查問卷也是因地而異，僅供參考，在實際應用時，需根據(jù)不同地區(qū)的特點作出相應調(diào)整。

2)本文僅研究了飛行員對機場飛行區(qū)設(shè)施的滿意度問卷設(shè)計，而機場飛行區(qū)設(shè)施的使用者還有場務(wù)人員、機務(wù)人員等，不同的人群對設(shè)施的關(guān)注點不同，因而態(tài)度量值也不同，但是這些人群和飛行員的調(diào)查原理是一樣的。因此，利用本文所提的設(shè)計方法同樣可以得到其他人群關(guān)于機場飛行區(qū)設(shè)施使用滿意度的態(tài)度量值。

3)關(guān)于滿意度測量的計算機化自適應測驗還沒有相關(guān)研究成果。題目反應理論的發(fā)展趨勢就是計算機化自適應測驗編制，其測試形式就是由計算機自動從題庫中選擇合適的題目給被調(diào)查者作答，被調(diào)查者在作答完每一道題目之后，計算機會自動重新評估被調(diào)查者的態(tài)度量值，然后計算機根據(jù)被調(diào)查者當前的態(tài)度量值估計值，再選擇最適合他當前態(tài)度量值的題目，繼續(xù)進行測驗，直至測驗達到某個預先設(shè)定的終止規(guī)則為止。未來要建立數(shù)量足夠多、涉及范圍足夠廣的題庫，以此達到計算機化自適應測驗的目的，減輕研究人員工作量，同時提高測驗效率和精度，而根據(jù)本文方法，可以逐步完善調(diào)查題庫。