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相关性分析

Spearman 相关性分析

定量数据不满足正态性时使用,支持按分组变量分别对比各群体内部的相关结构。

更新日期 2026-08-29 相关

这篇能回答什么

Spearman 等级相关回答的是「两个变量的秩次是否单调共变」。它先把原始取值换成名次,再对秩做线性相关,因此不要求原始变量正态,也能捕捉单调但不必直线的关系。输出仍记为 r(即 ρ),介于 −1 与 1;单元格附带 p 值与星号。

适合:李克特 1–5 分、教育层级、偏态收入、天花板明显的量表题。两列连续且散点接近直线、近似正态时,Pearson 相关性分析更直接。大量并列等级、强调成对一致时,可看Kendall’s tau-b。

什么时候不该用

Spearman 仍然不是因果。定类无序变量(如血型、品牌)应使用卡方检验或列联表,而不是把类别编号当成秩。两组中位数比较用Mann-Whitney U 检验,不要用相关代替组间检验。

如何选择方法

测量尺度决定家族:连续直线 → Pearson;有序或偏态单调 → Spearman;定序表、并列多 → Kendall。量表题先做信度分析确认内部一致性,再用相关看构念之间的共变,两套问题不要混成一张表。

  • Spearman 相关:2–10 个定量或定序变量,可选 0–2 个定类分组;输出秩相关矩阵与图。

  • Pearson 相关:线性、近似正态的连续变量。

  • Kendall’s tau-b:基于一致对与不一致对的定序相关。

  • 描述性统计:先看分布形态、偏度与异常值,再决定相关族。

输入、输出与限制

输入

相关变量为定量或定序(量表题按有序离散处理)。分组变量可选,用于分层计算秩相关。

  • 相关变量:最少 2 个,最多 10 个。

  • 分组变量:最少 0 个,最多 2 个定类变量。

输出

对称矩阵,单元格为 ρ(p 值)及显著性星号;发散条形图按 |r| 展示,分组时另附分组柱状图与文字洞察。写作须使用 Spearman(斯皮尔曼),不要改称 Pearson。

产品限制

  • 成对删除缺失后,不同变量对的有效 n 可能不同。

  • 编号列、无序名义变量不能当作秩相关输入。

  • 并列(ties)多时 ρ 的解释仍成立,但与无并列的教科书简式会有差别。

  • 一次勾选过多题目会得到很大矩阵,应预先指定关注的题对。

案例

研究问题。 学生问卷用李克特题测量数学学习兴趣、课堂专注情况、教学吸引力与家庭学习支持,想知道这些有序评分之间是否单调共变。

教学示例来自学生问卷表,工作表为「有效样本数据」,相关变量为上述四题。成对删除缺失后,不同题对的有效样本量可能不同,以运行后的矩阵计算为准。下载后可在工作台按同样四列复现本页表格。

下载教学示例表(学生问卷)

在 StatsX 中操作

  1. 步骤 1 · 上传表格

    打开工作台,将 Excel / CSV / JSON 拖入上传区。本案例使用学生问卷 xlsx,确认工作表为「有效样本数据」。单文件不超过 20 MB。

  2. 步骤 2 · 查看画像与质量

    确认四道量表题为低基数有序离散,取值方向一致(反向题需先重新计分)。

  3. 步骤 3 · 选择「Spearman 相关性分析」

    在算法目录搜索「spearman」或「秩相关」,点选 spearman相关性分析。

  4. 步骤 4 · 指定变量并运行

    相关变量勾选数学学习兴趣、课堂专注情况、教学吸引力、家庭学习支持(2–10 个)。本案例不设分组。点击运行分析。

  5. 步骤 5 · 阅读结果

    先看显著对数,再比较 |ρ|。量表题之间中等以上相关更常见,仍要避免把相关写成因果。

StatsX 工作台上传学生问卷
将教学示例表拖入工作台上传区。
列画像
列画像给出类型与唯一值,便于确认量表题为有序离散。
在目录中选择 Spearman 相关性分析
在算法目录中选定「spearman相关性分析」。
为 Spearman 相关指定变量
相关变量勾选四道量表题后运行。

如何阅读输出

下表由同一份教学示例运行 Spearman 相关得到。四题组成 6 对有效配对;对角线 1.0 不计入发现。单元格为 ρ(p)。

相关系数表
项数学学习兴趣课堂专注情况教学吸引力家庭学习支持
数学学习兴趣1.0(<0.001***)0.377(<0.001***)0.377(<0.001***)0.311(<0.001***)
课堂专注情况0.377(<0.001***)1.0(<0.001***)0.515(<0.001***)0.411(<0.001***)
教学吸引力0.377(<0.001***)0.515(<0.001***)1.0(<0.001***)0.395(<0.001***)
家庭学习支持0.311(<0.001***)0.411(<0.001***)0.395(<0.001***)1.0(<0.001***)

左右滑动可查看完整表格

Spearman 相关系数表
工作台中的秩相关矩阵,数字应与上表一致。
Spearman 相关系数图
按 |ρ| 展示的相关图;完整数字以结果表为准。

【Spearman(斯皮尔曼)相关分析·概览】方法=Spearman(斯皮尔曼);变量数=4,有效配对=6组,显著相关=6组(α=0.05)。写作须使用该方法名,禁止改称其他相关族。

【Spearman(斯皮尔曼)相关分析对·课堂专注情况×教学吸引力】Spearman(斯皮尔曼) r=0.515,p < 0.001***,显著,强度=强相关正相关。

解读顺序建议:方法名(必须写 Spearman)→ 显著对数 → 最强的一对。6 对全部在 α=0.05 下显著。最强为课堂专注×教学吸引力 ρ=0.515(p<0.001),属强正相关;课堂专注×家庭支持 ρ=0.411、教学吸引力×家庭支持 ρ=0.395、兴趣×专注 ρ=0.377,属中等正相关;兴趣×家庭支持 ρ=0.311 为矩阵中最弱但仍显著。这些题目同属学习体验问卷,中等以上相关符合「相近构念」预期,不能解释为某题导致另一题。

理论与公式

将 x、y 分别转为秩 R(x_i)、R(y_i)。无并列时,Spearman ρ 可写成秩差形式:

有并列时,应对秩取平均名次,再对秩计算 Pearson 积矩相关,这与 StatsX / 常见统计软件的实现一致:

显著性可在大样本下用与 Pearson 类似的 t 近似,或基于置换 / 精确方法。报告时同时给出 ρ 与 p,并写明方法名 Spearman。

注意事项

  • ρ 度量单调共变,不是直线斜率,也不能推出因果。

  • 反向计分未处理会把相关打成负向或接近 0。

  • 全部题对都显著时,更要靠 |ρ| 区分强弱,避免写成「全都高度相关」。

  • 成对删除导致各对 n 可能不同。

  • 写作禁止把本表改称 Pearson 或含糊写成「相关分析」。

常见问题

参考文献

  • 张文彤, 董伟. SPSS统计分析高级教程[M]. 高等教育出版社.

  • Spearman, C. The proof and measurement of association between two things. American Journal of Psychology, 1904.

  • Cohen, J. et al. Applied Multiple Regression/Correlation Analysis. Routledge.

  • 吴明隆. 问卷统计分析实务[M]. 重庆大学出版社.