多因素实验设计案例
多因素混合设计
三、研究假设
1. 流行音乐对大学生的数字短时记忆能力 有消极影响 ； 2. 轻音乐对大学生的数字短时记忆能力有 积极影响 ； 3. 不同背景音乐对大学生数字短时记忆无 性别差异。
四、实验变量
本研究采用2×2混合实验设计 （一）自变量的选择 1、被试内因素（A因素） ：背景音乐 分为流行音乐 （a1） 和 轻音乐（ a2）两种水 平； 2、被试间因素（B因素） ：性别 分为男（b1） 、女（b2）两个水平。 （二）因变量 规定时间内大学生回忆正确数字的数量 。
• 2.不存在交互作用的数据分析： • 如果对混合设计结果的分析表明交互 作用不显著，那么下一步就是主效应是否 显著。如果自变量存在主效应，并且自变 量有两个以上的水平，那么就进行两个平 均数之间的两两比较，也可运用置信区间 比较两个平均数。
实验数据分析方法：
A×B的交互作用显著吗？
不显著 显著
多因素混合设计
一、研究主题
背景音乐对不同性别大学生的 数字短时记忆的影响
二、问题的提出
音乐在整个社会生活中占有重要位置，它超 越了语言，易化了人与人之间的沟通。人们在听 赏音乐的过程中，音乐信息对疏导大脑的整体功 能起到了良好作用，表现为记忆力增强、思维活 跃，从而使解决问题的能力得到提高。听音乐学 习，是否有利？什么样的音乐才有利于记忆呢？ 是不是所有的音乐都能产生这样的效果呢？对男 生和女生的影响是否一样呢？针对研究中的结果 提出教学建议，以便学校能够为学生创设良好的 学习情境，为提高教与学的效率提供依据。通过 在相同条件下记录一项关于背景音乐的实验研究 过程,分析和讨论了背景音乐对数字短时记忆的重 要影响。
（二）选取背景音乐
1、流行音乐：现今广播里经常播放的由一些艺 人演唱的歌曲，如:刘欢，那英的歌曲等，它的旋 律简单，容易记忆。它的曲子配有歌词，且歌词 通俗易懂，易令人沉浸其中。如《征服》。 2、轻音乐：它是来自自然，营造自然，轻松、 动听、结构短小，在同一作品中旋律有规律的重 复，且重复的间隔较长，欣赏这种轻音乐不需严 肃的思考和理智活动，它只给人以美的享受，陶 冶人的情操。如《a walk in the rain》。
三因素实验设计例子
三因素实验设计例子
1. 嘿，想想看选礼物这件事！比如说你要给朋友选个生日礼物，这就是个三因素实验设计呀！礼物的类型、价格、品牌是不是就是那三个因素呢？不同的组合会有不同的效果哦！
2. 再比如说找工作，工作的行业、公司规模、薪资待遇，这不就是三个关键因素嘛！这就像是在搭积木，每一块的选择都好重要呀！
3. 吃一顿美食也可以这样想呀！餐厅的氛围、菜品的口味、服务的质量，妈呀，这三个因素决定了你这顿饭吃得开不开心呢，对吧？
4. 买衣服的时候呢，款式、颜色、材质，这三个因素会让你纠结好久，就好像在走迷宫一样，得好好琢磨呢！
5. 装修房子更是啦！风格、预算、材料，哇，这可真是个大工程，每个因素都不能马虎呀！
6. 旅游选目的地也一样哦！景点好不好玩、花费高不高、交通方不方便，这简直就是在做一场重大的决策嘛！
7. 选一部电影看也可以这样分析呀！类型、演员、评分，难道不是这三个重要因素影响你的选择吗？
8. 甚至谈恋爱也有类似的地方呀！对方的性格、长相、三观，哎呀，这三样可得好好考虑呢！
结论：生活中好多事情都可以用三因素实验设计来分析，是不是很有趣呀！。
3.多因素正交实验设计
1、正交表(Orthogonal Table)
• 正交表：依据数学原理，从大量的全面试 验点中，为挑选少量具有代表性的试验点， 所制成的排列整齐的规范化表格 。
基本工具
等水平正交表
La（bc）
因素个数，列数
正交设计
La
试验总次数，行数
c （b ）
因素水平数
三因素二水平正交表
正交表符号的含义
常用正交表 L8（27）
（1）5
（2）7
A1 B1 C1
A1 B1 C2
3
4 5 6 7 8
（1）80
（1）80 （2）90 （2）90 （2）90 （2）90
（2）150
（2）150 （1）90 （1）90 （2）150 （2）150
（1）5
（2）7 （1）5 （2）7 （1）5 （2）7
A1 B2C1
A1 B2 C2 A2 B1 C1 A2B1 C2 A2 B2 C1 A2 B2 C2
三因素二水平全面试验点分布直观图
A1B2C2
B
A1B2C1 C A2B2C1
A2B2C2
A1B1C2 A1B1C1
A2B1C2
A2B1C1
A
三因素二水平正交表
实验安排
因素 序号 1 2 反应温度A （℃） 反应时间B （ min ） 用碱量C （% ）
处理 组合
（1）80
（1）80
（1）90
（1）90
L12（211）
L8（4×24）
三、正交性原理
• 正交性原理是设计正交表的科学依据，主要表 现为均衡搭配性。 • 均衡搭配：指用正交表所安排的试验方案，能 均衡的分散在水平搭配的各个组合方案中，因 而其试验具有代表性。
第三节_多因素正交实验设计
第三节_多因素正交实验设计第三节多因素正交实验设计引言, 多因素实验存在的矛盾1. 第一是全面实验的次数与实际可行的实验次数之间的矛盾;2. 第二是实际所做的少数实验与全面掌握内在规律的要求之间的矛盾。
, 正交实验设计, 正交实验设计，能帮助我们在实验前借助于事先已制好的正交表科学地设计实验方案，从而挑选出少量具有代表性的实验做，实验后经过简单的表格运算，分清各因素在实验中的主次作用并找出最好的运行方案，最终得到正确的分析结果。
一、正交实验设计的基本原理 (一)正交表1、定义:正交表，是依据数学原理，从大量的全面试验点中，为挑选少量具有代表性的试验点，所制成的排列整齐的规范化表格。
三因素二水平正交表2、正交表符号的含义7常用正交表 L(2) 84常用正交表 L(3) 93、正交表的特点1. 每一列中，不同数字(如:1或2)出现的次数相等;2. 任意两列中，将同一横行的两个数字看成有序数对(如:数对(1，1)、 (1，2) (2，1) 等)时，每种数对出现的次数相等(二)正交表的类型, 同水平正交表:即各因素水平数相等的表格; , 混合水平正交表:即各因素水平数不相等的表格。
41、同水平正交表L(3) 942、混合水平正交表L(4×2) 8 4混合水平正交表L(4×2) 8 (三)正交性原理, 正交性原理是设计正交表的科学依据，主要表现为均衡搭配性。
, 均衡搭配是指用正交表所安排的试验方案，能均衡的分散在水平搭配的各个组合方案中，因而其试验具有代表性。
回顾例题:, 为了提高某化工产品的转化率，试验者选择了3个有关的因素:反应温度A，反应时间B，用碱量C，并且选择如下的试验范围:A:80~90?;B:90~150min;C:5~7%。
要求确定最佳工艺条件(即转化率达到最高时的反应条件)。
1、分析条件2、实验安排抽象形式实验安排3、三因素二水平全面试验点分布直观图4、三因素二水平正交实验安排三因素二水平正交实验法实验点分布二、正交实验设计的基本方法例题:为了提高某化工产品的转化率，试验者选择了3个有关的因素:反应温度A，反应时间B，用碱量C，并且选择如下的试验范围:A:80~90?;B:90~150min;C:5~7%。
多因素混合实验设计案例
多因素混合实验设计案例多因素混合实验设计是一种常用的实验设计方法，它可以同时考虑多个因素对实验结果的影响，从而得出更加准确的结论。
下面列举了一些多因素混合实验设计案例，以便更好地理解这种实验设计方法。
1. 药物治疗对心血管疾病患者的影响：本实验考虑了药物种类、剂量、治疗时间等多个因素对心血管疾病患者的影响，通过对不同组别的患者进行观察和比较，得出最佳的治疗方案。
2. 不同肥料对作物生长的影响：本实验考虑了肥料种类、用量、施肥时间等多个因素对作物生长的影响，通过对不同组别的作物进行观察和比较，得出最佳的肥料配方。
3. 不同教学方法对学生学习成绩的影响：本实验考虑了教学方法、教学内容、学生能力等多个因素对学生学习成绩的影响，通过对不同组别的学生进行观察和比较，得出最佳的教学方法。
4. 不同广告策略对产品销售的影响：本实验考虑了广告策略、广告媒介、广告内容等多个因素对产品销售的影响，通过对不同组别的消费者进行观察和比较，得出最佳的广告策略。
5. 不同运动方式对身体健康的影响：本实验考虑了运动方式、运动时间、运动强度等多个因素对身体健康的影响，通过对不同组别的人进行观察和比较，得出最佳的运动方式。
6. 不同食品加工方式对食品品质的影响：本实验考虑了食品加工方式、加工时间、加工温度等多个因素对食品品质的影响，通过对不同组别的食品进行观察和比较，得出最佳的加工方式。
7. 不同药物对疾病治疗的影响：本实验考虑了药物种类、剂量、治疗时间等多个因素对疾病治疗的影响，通过对不同组别的患者进行观察和比较，得出最佳的治疗方案。
8. 不同环境因素对动物行为的影响：本实验考虑了环境因素、动物种类、观察时间等多个因素对动物行为的影响，通过对不同组别的动物进行观察和比较，得出最佳的环境条件。
9. 不同音乐类型对人的情绪的影响：本实验考虑了音乐类型、音乐时长、听音乐的时间等多个因素对人的情绪的影响，通过对不同组别的人进行观察和比较，得出最佳的音乐类型。
心理学与教育研究中的多因素实验设计——————舒华
心理学与教育研究中的多因素实验设计——————舒华第二章 几种基本的实验设计一、 基本特点适用于：研究中有一个自变量，自变量有两个或多于两个水平。
方法：把被试随机分配给自变量的各个水平，每个水平被试只接受一个水平的处理。
二、 计算与举例（一） 检验的问题与实验设计 （二） 实验数据及其计算()()()()()22i 22j T 2j ij j ss ss X X NX X ss n nNss ss n S X ss ss X X ss X =+=-=-=∙-=-=∙=-∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑总变异组间组内总变异组间组内总变异组间一、 基本特点适用于：研究中有一个变量，自变量有两个或多个水平（P ≥2），研究中还有一个无关变量，也有两个或多个水平（n ≥2）；并且自变量的水平与无关变量的水平之间没有交互作用。
适合检验的假说：（1）处理水平的总体平均数相等或处理效应为零；（2）区组的总体平均数相等或区组效应为零。
二、计算ss ss ss (ss SS ss =+=++总变异组间组内组间区组残差）三、优点：从实验中分离出了一个无关变量的效应，从而减少了实验误差。
一、 基本特点定义：是一个含P 行、P 列、把P 个字母分配给方格的管理方案，其中每个字母在每行中只出现一次。
适用于：（１）研究中自变量与无关变量的水平平均≥２，一个无关变量的水平被分配给Ｐ行，另一个则给Ｐ列；（２）假定处理水平与无关变量水平之间没有交互作用， （３）随即分配处理水平给2P 个方格单元，每个处理水平仅在每行，每列中出现一次。
1c 2c 3c 4c无关变量Ｃ的四个水平 无关变量Ｂ的四个水平 1b 自变量Ａ的四个水平 2b3b4bA B C SS SS SS SS SS SS SS SS =+=++++处理间总变异处理内残差单元内（）一、 基本特点：（也叫被试内设计） 基本方法：实验中每个被试接受所有的处理水平目 的：利用被试自己做控制，使被试的各方面特点在所有的处理中保持恒定，以最大限度地控制由被试的个体差异带来的变异。
多因素混合实验设计案例
多因素混合实验设计案例
每个因素的水平数为2或3，因此该实验总共有 2 × 3 × 3 = 18 个处理组合。
为了降低误差和提高实验效率，每个处理组合重复 3 次。
因此，该实验总共需要 54 个实验单位。
实验过程中，将不同的细菌菌株接种到不同的处理组合中，培养一定时间后，测量菌落大小并统计细菌数量。
最终通过方差分析等统计方法，确定不同因素对细菌生长的影响大小以及因素之间的交互作用。
该实验的结果将为相关领域的科学研究和生产实践提供有价值
的参考和指导，具有重要的理论和实用意义。
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心理学多因素实验设计案例
心理学多因素实验设计案例案例：不同音乐类型和学习环境对记忆效果的影响。
一、实验目的。
咱就想知道啊，听着不同类型的音乐，然后在不同的学习环境里，到底对记忆东西有啥不一样的影响呢？是能让我们像超级学霸一样过目不忘，还是变得像金鱼一样只有七秒记忆呢 。
二、实验因素和水平。
1. 音乐类型（因素A）水平一：古典音乐，就像莫扎特、贝多芬那些高大上的曲子，感觉一听就很有文化气息 。
水平二：流行音乐，周杰伦啊、泰勒·斯威夫特之类的，超级抓耳，大街小巷都在放的那种。
水平三：摇滚音乐，比如崔健、AC/DC，充满激情，让你听了就忍不住想摇头晃脑的那种。
2. 学习环境（因素B）水平一：安静的图书馆环境，超安静，只有翻书的沙沙声和偶尔的咳嗽声。
水平二：稍微有点嘈杂的咖啡店环境，有咖啡机的嗡嗡声，人们的低声交谈声。
水平三：家庭环境，可能会有电视的背景音，家人偶尔走动的声音。
三、实验设计类型。
我们采用3×3的完全随机多因素实验设计。
也就是说，我们要把这音乐类型的三个水平和学习环境的三个水平进行各种组合，然后随机分配给不同的参与者。
四、实验对象。
找了90个大学生，为啥是大学生呢？因为他们学习任务多，而且好忽悠……不是，是因为他们比较容易找到，而且处于经常需要记忆知识的阶段 。
五、实验过程。
1. 先把这90个大学生随机分成9组，每组10个人。
2. 对于第一组，让他们戴着耳机听古典音乐，然后坐在模拟图书馆的安静环境里，给他们一篇文章看15分钟，然后把文章拿走，让他们尽可能地回忆文章里的内容，记录下他们能回忆起来的字数。
3. 第二组呢，同样听古典音乐，但是是在模拟咖啡店的嘈杂环境里做同样的事情，记录回忆字数。
4. 第三组听古典音乐，在模拟家庭环境里进行，然后记录。
5. 第四组换成流行音乐，按照上面三种环境分别进行实验，记录回忆字数。
6. 第五组听摇滚音乐，也在三种环境下依次做实验，记录结果。
六、可能的结果和解释。
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结果与分析
4.不同情境以及年龄对幼儿坚持性行为的影响
幼儿的4种典型行为的年龄差异均显著 随着年龄的增长，幼儿的溜号行为、求助行为、自言自语及
拾取方法的表现均有所变化。
结果与分析
4. 不同情境以及年龄对幼儿坚持性行为的影响
溜号行为的情境差异非常显著 其他典型行为受情境的影响不明显。
两因素实验设计
依恋类型在重要他人影响目标追求
过程中的调节作用
依恋关系
重要他人
目标 承诺
研究方法
1.被试——210名大学生，平均年龄21.4，男性93，女性102
2.实验设计
3.预实验
2 × 4
（学业重要他人启动2 × 依恋类型4）
3.1预实验目的——考察重要他人对大学生目标追求意愿的激活效应
3.2预实验研究对象——66名大学生，平均年龄23.2
控制组：自我信息回忆、描述 依恋类型量表 & 目标承诺量表
6.数据收集与统计分析
结果与分析——描述性统计结果
重要他人 V.S 依恋类型 依恋类型 重要他人
存在显著的交互作用 （F(3,187)=2.93,p<0.05)
主效应不显著 （F(3,187)=0.27,p>0.05) 主效应显著 （F(3,187)=3.78,p<0.05)
3.3研究工具——学习目标承诺量表 3.4研究程序——重要他人启动—完成目标承诺测量 3.5研究结果——学业相关重要他人启动组：37.29
学业无关重要他人启动组：32.00
控制组：
28.40
3.6研究结论——学业相关重要人物可以增加个体对相关目标的承诺
4.实验材料——目标承诺量表
依恋类型量表
5.实验程序——实验组：学业相关重要他人启动
实验作练习，标准化
4.3实验因素的操作定义
积极态度 / 消极态度
任务前一次性的言语指导 / 任务中不断的言语指导
4.4创设实验情景
情境1：积极态度 + 一次言语指导 情境2：积极态度 + 多次言语指导
情境3：消极态度 + 一次言语指导
情境4：消极态度 + 多次言语指导
恐惧型：重要他人启动&无重要他人启动——目标承诺得分 差异不显著(F(1,187)=0.57,p>0.05)；
讨论
重要他人对目标追求的影响 依恋类型在重要他人影响目标追求过程中的调节作用
结论
1. 重要他人能显著地影响个体的目标追求； 2. 依恋关系在重要他人影响目标追求过程中起到调节作用；
讨论
• 3~6岁幼儿坚持性的发展具有年龄特征 • 教师的态度表现对3~6岁幼儿坚持性的发展影响存在差异 • 教师的言语指导方式对3~6岁幼儿坚持性的发展影响存在差异
结论
1. 3~6岁幼儿的坚持性随着年龄的增长而逐渐发展，且4/5岁时坚持性发展 的转折期； 2. 3~6岁幼儿坚持性受教师的态度影响显著，积极态度影响大于消极态度； 3. 任务过程中多次言语指导的影响效果明显优于一次言语指导； 4. 教师积极态度下，多次言语指导对坚持性产生最积极的影响。
结果与分析
2. 年龄与言语指导方式的交互作用的简单效应分析
一次言语指导——不同年龄幼儿坚持性差异极为显著
一次言语指导下，幼儿坚持性随年龄增长而明显提高。
多次言语指导——不同年龄幼儿坚持性相关极为显著
多次言语指导下，幼儿的坚持性在中班发展最快，大班
时效应不再明显。
结果与分析
3.教师态度与言语指导方式的交互作用的简单效应分析
2.被试同质性检验——《幼儿自我控制能力发展教师评定问卷》 3.实验材料——红豆、绿豆，两个盒子 4.实验设计与程序 4.1实验设计
3 × 2 × 2
（年龄×教师态度×言语指导方式）
研究方法
4.2实验程序
主试的选择——12名教师（工作年限2年以上） 记录员的选择——4名研究生
预实验——10人
发现不利因素，控制无关变量
结果与分析
1.教师态度、言语指导和年龄对3~6岁幼儿坚持时间的影响
幼儿年龄主效应极为显著 教师态度主效应极为显著 教师言语指导主效应极为显著 年龄 × 言语指导方式的交互作用极为显著 言语指导 × 教师态度的交互作用极为显著 年龄 × 教师态度的交互作用不显著 年龄 × 言语指导 × 教师态度的交互作用不显著
多因素实验设计
两因素&三因素实验设计案例
三因素实验设计
教师态度与指导方式对幼儿坚持性影响的实验研究
结论 讨论 结果与分析 研究方法 问题提出
自变量的三个因素
• 年龄
• 教师态度 • 言语指导方式
因变量
• 幼儿坚持的时间
幼儿年龄
坚持 时间 教师态度 言语指导
研究方法
1.被试——小班/中班/大班 360人 男女分半
依恋关系
重要他人
目标 承诺
结果与分析——有无重要他人启动&依恋类型的交互作用
安全型：重要他人启动&无重要他人启动——目标承诺得分 差异不显著(F(1,187)=0.02,p>0.05)； 冷漠型：重要他人启动——目标承诺得分 显著高于无重要他人启动(F(1,187)=4.51,p<0.05)； 迷恋型：重要他人启动——目标承诺得分 显著高于无重要他人启动(F(1,187)=10.94,p<0.001)；
教师积极态度——不同言语指导方式——幼儿坚持性相关性高 多次言语指导 > 一次言语指导
教师消极态度——不同言语指导方式——幼儿坚持性相关不显著
结果与分析
3.教师态度与言语指导方式的交互作用的简单效应分析
一次指导语——不同教师态度——幼儿坚持性相关显著 教师积极态度 > 教师消极态度
多次指导语——不同教师态度——幼儿坚持性相关显著