การวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์ตัวแปรที่มีผลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนคณิตศาสตร์ของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ในเขตกรุงเทพมหานคร ที่ได้จากการวิเคราะห์พหุระดับด้วยเทคนิคโอแอลเอส เซพเพอร์เรท อิเควชั่น กับเทคนิคเอชแอลเอ็ม ตัวอย่างประชากรคือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ปีการศึกษา 2531 จำนวน649 คน และครูจำนวน 21 คน วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้การวิเคราะห์พหุระดับ 2 ระดับ ด้วยเทคนิคโอแอลเอส เซพเพอร์เรท อิเควชั่น และเทคนิคแอชแอลเอ็ม ผลการวิจัยที่สำคัญมีดังนี้ คือ 1. การวิเคราะห์พหุระดับด้วยเทคนิคโอแอลเอส พบว่า ตัวแปรระดับนักเรียนได้แก่ เชาวน์ปัญญา, เจตคติ และแรงจูงใจใฝ่สัมฤทธิ์ มีอิทธิพลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนคณิตศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญในบางห้องเรียน แต่โดยเฉลี่ยทุกห้องเรียนไม่มีนัยสำคัญต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนคณิตศาสตร์ ซึ่งแตกต่างกับการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคเอชแอลเอ็มที่พบว่าเชาวน์ปัญญาและเจตคติมีอิทธิพลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนคณิตศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญ ส่วนตัวแปรระดับชั้นเรียนที่มีอิทธิพลต่อค่าคงที่อย่างมีนัยสำคัญในทั้ง 2 วิธีเหมือนกันคือ ประสบการณ์ในการสอนและขนาดของโรงเรียน 2. การวิเคราะห์พหุระดับด้วยเทคนิคโอแอลเอสฯ ต้องจัดทำแฟ้มข้อมูลเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ 2 ครั้ง คือ แฟ้มข้อมูลระดับนักเรียนและแฟ้มข้อมูลระดับชั้นเรียน ส่วนการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคเอชแอลเอ็ม จัดทำแฟ้มข้อมูลครั้งเดียววิเคราะห์ทุกขั้นตอน นอกจากนี้การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคเอชแอลเอ็มสามารถตรวจสอบนัยสำคัญความผันแปรของตัวแปรที่จะศึกษาก่อนวิเคราะห์ในแต่ละระดับ ทั้งนี้การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคโอแอลเอสฯ ไม่สามารถทำได้