因素实验设计
单因素实验设计例子
单因素实验设计例子
以下是 6 条关于单因素实验设计例子的内容：
1. 咱就说研究光照对植物生长的影响吧，这可太有意思啦！把几盆相同品种的小植物，有的放在阳光充足的地方，有的放在比较阴暗的角落。
哎呀，你说这最后它们会长成啥样呢？就像我们走不同的路，结果会大不同吧！
2. 再看看温度对面包发酵的作用呀！一组面包放在常温下，一组放在稍高温度的地方。
哇塞，最后做出的面包口感会不会差别很大呢？这就好比同样的食材，不同的火候，做出来的菜味道也不一样呢！
3. 嘿，想想看药物剂量对病人恢复的影响呀！给一部分病人用高剂量的药，一部分用低剂量的。
这能不能让我们清楚看到哪种剂量效果更好呢？这不就如同给汽车加油，加多少油能跑得更远一样嘛！
4. 试试不同肥料对花朵绽放的影响怎么样呢？有的施这种肥，有的施那种肥。
难道你不想知道哪种肥料会让花朵开得更娇艳吗？就如同给孩子不同的教育，塑造出的人也不同呢！
5. 来研究一下噪音对小白鼠行为的影响呗！一组在安静环境，一组在嘈杂环境。
哇哦，小白鼠会有不一样的表现吗？这多像我们在安静的图书馆和喧闹的市场里的状态差别呀！
6. 瞧瞧不同教学方法对学生成绩的影响吧。
一种用传统教法，一种用创新的教法。
难道不会好奇到底哪种能让学生学得更好吗？这差不多就是走不同的学习道路嘛！
我的观点结论：单因素实验设计真的太重要啦，可以让我们深入了解某个特定因素到底会产生多大的影响，帮助我们做出更好的决策和判断呀！。
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！。
单因素实验设计报告
单因素实验设计报告:因素实验报告设计单因素实验设计举例正交实验单因素实验设计方案篇一:实验报告单因素方差分析5.1、实验步骤: 1(建立数据文件。
定义2个变量:PWK和DCGJSL，分别表示排污口和大肠杆菌数量。
2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。
在对话框左侧的变量列表中，选择变量“DCGJSL”进入“因变量”列表框，选择变量“PWK”进入“因子”列表框。
3(单击“确定”按钮，得到输出结果。
结果解读:由以上结果可以看到，观测变量大肠杆菌数量的总离差平方和为460.438;如果仅考虑“排污口”单个因素的影响，则大肠杆菌数量总变差中，排污口可解释的变差为308.188，抽样误差引起的变差为152.250，它们的方差(平均变差)分别为102.729和12.688，相除所得的F统计量的观测值为8.097，对应的概率P值为0.003。
在显著性水平α为0.05的情况下。
由于概率P值小于显著性水平α，则应拒绝零假设，认为不同的排污口对大肠杆菌数量产生了显著影响，它对大肠杆菌数量的影响效应不全为0。
因此，可判断各个排污口的大肠杆菌数量是有差别的。
5.2、实验步骤: 1(建立数据文件。
定义2个变量:Branch和Turnover，分别表示分店和日营业额。
将Branch的值定义为1=第一分店，2=第二分店，3=第三分店，4=第四分店，5=第五分店。
2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。
在对话框左侧的变量列表中，选择变量“Turnover”进入“因变量”列表框，选择变量“Branch”进入“因子”列表框。
3(单击“确定”按钮，得到输出结果。
结果解读:由以上结果可以看到，观测变量日营业额的总离差平方和为1187668.733;如果仅考虑“分店”单个因素的影响，则日营业额总变差中，分店可解释的变差为366120.900，抽样误差引起的变差为821547.833，它们的方差(平均变差)分别为91530.225和14937.233，相除所得的F统计量的观测值为6.128，对应的概率P 值近似为0。
实验设计中的三因素设计
实验设计中的三因素设计实验是科学研究的基础，而实验设计的质量则直接关系到实验结果的可靠性和有效性。
在实验设计中，考虑各种因素的影响是非常重要的。
其中，三因素设计就是一种应用广泛的实验设计方法。
本文将从三因素设计的概念、方法和优点三个方面来进行探讨。
概念三因素设计是一种同时考虑三种不同因素对结果影响的实验设计方法，这三种因素可以是任何可以量化的变量，比如温度、时间、pH、浓度、压力等等。
三因素设计的核心是将多个因素进行组合，来实现对实验结果的全面考虑。
例如，当我们研究某种材料的耐高温性时，我们可以将温度、时间和材料类别这三个因素进行设计。
我们可以将温度设置在600℃、800℃、1000℃这三个不同的水平，时间设置在1小时、2小时、3小时这三个不同的水平，材料类别设置为A、B、C这三种不同的类型，并对这27种不同的情况进行对比实验，从而评价出不同因素对结果的影响，以及不同因素之间的相互作用关系。
方法三因素设计的主要思路是：将三个不同的因素划分为若干个不同的水平，再将不同的水平进行组合。
在实验中，要求不同水平的因素单独改变，而其他因素保持不变。
因此，三因素设计的实验过程中需要对实验现场进行分组和编码等操作，并考虑到实验的可重复性、可操作性等方面的问题。
此外，三因素设计还需要进行统计分析，以得出实验结果对因素的响应特征和相互作用关系等有价值的信息。
具体地，三因素设计可以采用两种实验方针，分别是“正交实验设计”和“非正交实验设计”。
正交实验设计通常是在确定好三个因素及其各自水平的范围后，采用正交表的方法套用，不同水平的组合就是正交组合，这样可以避免因素之间的混淆作用，使得实验结果更加准确和可靠。
正交实验设计可以区分出哪些因素是重要的，哪些因素是不重要的，进而为深入探究因素间的相互关系提供了很好的基础。
非正交实验设计则可以更加灵活地设置因素和水平，进而探索实验系统的更多潜在信息。
在非正交实验设计中，研究者可以自由选择因素和水平，并设置相应的实验方案和实验装置，比如可以采用全因素对每因素进行实验方式，也可以采用定量因素水平对每因素根据不同水平量化等方式。
第十一章多因素实验设计(正交实验设计)
7
2
3
4
1
499
49
1.7
8
2
4
3
2
480
45
2.0
9
3(3.3)
1
4
4
566
49
3.6
10
3
2
3
3
539
49
2.7
11
3
3
2
2
511
42
2.7
12
3
4
1
1
515
45
2.9
13
4(3.5)
1
2
2
533
49
2.7
14
4
2
1
1
488
49
2.3
15
4
3
4
4
495
49
2.3
16
4
4
3
3
476
42
3.3
K4
(%)
(%)
1
1(2.9)
1(1)
1(25%)
1(34.7%)
545
40
5.0
2
1
2(3)
2(30%)
2(39.7%)
490
46
3.9
3
1
3(5)
3(35%)
3(44.7%)
515
45
4.4
4
1
4(7)
4(40%)
4(49.7
505
45
4.7
5
2(3.1)
1
2
3
492
46
3.2
第 讲单因素实验设计
高照明度 中等照明度
低照明度
组X
X
组Y
Y
组Z
Z
目录
原始数据表如下：
姓名
1 张明 ……
30 刘修 31 刘冬
…… 60 黄卫 61 李家
…… 90 张岩
组别（V1）
工作效率（V2）
高（照明度） 56
高
67
中等
53
中等
61
低
45
低
68
目录
不同照明条件对工作效率影响研究的统计分析：
不同照明条件下工作效率比较
如果水平数为2，则进行 independent samples T test; 如果水平数大于2，则进行完全随机的方差分析： analyze— compare means—One-Way ANOVA
(3目) 录两个处理水平的单因素完全随机设计举例
不同照明条件对工作效率的影响研究
研究2种照明条件下工人车零件的效率。被试60人，随机分 为2组，每组30人，每组被试分别接受1种处理，见下表：
高照明度
低照明度
组X
X
组Y
Y
目录
不同照明条件对工作效率的影响研究：
原始数据表
姓名
组别（V1）
工作效率（V2）
1 张明 ……
29 刘修
30 刘冬
31 黄卫
32 李家 ……
60 张岩
高（照明度） 56
高
67
高
53
低
61
低
45
低
68
目录
不同照明条件对工作效率影响研究的统计分析：
表1 不同照明条件下工作效率比较
目录
-- 基本方法：首先将被试在无关变量上进行匹配，并区分为 不同的组别（每一区组内的被试在无关变量上相似，不同区 组的被试在无关变量上不同），然后把各区组的被试随机分 配给自变量的各个水平，每个被试只接受一个水平的处理。
《因素实验设计方法》课件
设计步骤
确定实验因素和水平
明确实验的目的和要求，选择适 当的实验因素和水平。
分析实验结果
根据实验数据进行分析和比较， 得出实验结论。
完全随机分配实验对象
将实验对象按照随机原则分配到 不同的处理组中，确保每个处理 组都有相同数量的实验对象。
实施实验处理
对每个处理组实施相应的实验处 理，并记录实验数据。
果记录在拉丁方表格中。
Part
05
裂区设计
定义与特点
定义
裂区设计是一种实验设计方法，它将实验区域划分为两个或多个裂区，每个裂 区具有不同的实验因素。
特点
裂区设计能够同时研究多个实验因素对实验结果的影响，并且能够控制某些实 验因素的干扰作用，提高实验的准确性和可靠性。
适用范围
需要同时研究多个实验因素的情况
01
需要同时研究多个因素对实验结 果的影响，且每个因素有两个水 平的情况。
02
适用于农业、生物、医学等领域 的研究。
设计步骤
1
确定实验的因素和水平数 ，选择拉丁方的阶数。
4
对实验结果进行分析，探 究各因素对实验结果的影 响。
2
生成拉丁方表格，将各因
素按照拉丁方的排列方式
填入表格中。
3
根据实验需求，将实验结
特点
完全随机化设计能够平衡各种非处理 因素的影响，提高实验的准确性和可 靠性。它是一种简单易行、相对比较 公正的设计方法。
适用范围
适用于实验对象数量较少 ，且实验条件和环境基本 一致的情况。
适用于需要比较不同处理 组之间的差异，且对实验 误差要求较高的实验。
适用于对实验对象没有特 殊要求，且实验操作较为 简单的情况。
裂区设计适用于需要同时研究多个实验因素的情况，例如在生物、化学、物理等领域的研究中，常常 需要同时研究多个因素对实验结果的影响。
三因素实验设计
适用条件
研究中有三个自变量，A（P>=2）和B（Q>=2）和C （R>=2）；研究者不仅关心各个自变量的单独效应，而且更 关心变量之间的交互作用。
设计方案
一．从总体中随机挑选出一部分被试，如果每种自变量 水平结合下安排n个被试，那么总共需要N*P*Q*R 个被试。
研究共有P×Q×R个处理水平的结合
研究者不仅关心各个自变量的单独效应，而且更关心变 量之间的交互作用
a1c1
a1c2
重复测量一个因素（混 合设计）被试分配方案
a2c1
a2c2
b1
b2
b3
S1
S1
S1
S2
S2
S2
S3
S3
S3
S4
S4
S4
S5
S5
S5
S6
S6
S6
S7
S7
S7
S8
S8
S8
S9
S9
S9
四．数据收集和分析
主效应 三因素交互效应 两因素交互效应 简单效应 简单简单效应 多重比较
#2022
总变异的分解：
AB
A×B×被试
01
AC
A×C×被试
02
BC
B×C×被试
03
ABC
A×B×C×被试
04
○ 关于简单交互作用和简单简单效应
轻工业耗能 重工业耗能
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
第一季度
第二季度
东部 西部
45 40 35 30 25 20 15 10
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三因素实验设计对三因素重复测量实验设计进行数据处理一、三因素完全随机实验设计数据处理过程：1、打开SPSS软件，点击Data View ，进入数据输入窗口，将原始数据输入SPSS 表格区域；2、在菜单栏中选择分析→一般线性模型→单变量；3、因变量Dependent Variable方框中放入记忆成绩（JY），固定变量（Fixed Factor(s)）方框中，放入自变量记忆策略、有无干扰和材料类型；4、点击选项（Options）按钮，选择Descriptive statistics，对数据进行描述性统计；选择Homogeneity tests，进行方差齐性检验；5.结果分析：描述性统计量因变量:记忆成绩记忆策略有无干扰材料类型均值标准偏差N联想策略dimension2无干扰实物图片5图形图片5总计10有干扰实物图片5图形图片.894435总计10总计实物图片10图形图片10总计20方差齐性检验结果：P=>所以各组数据方差齐性。
误差方差等同性的 Levene 检验a因变量:记忆成绩F df1df2Sig.732.278检验零假设，即在所有组中因变量的误差方差均相等。
a. 设计 : 截距 + A + B + C + A * B + A * C + B * C + A * B * C被试间变量效应检验结果：A、B、C的主效应均极显著（P<）；AB 交互效应显著；AC 交互效应极显著；BC 交互效应不显著；ABC 交互效应极显著。
对于二阶与三阶交互效应显著的，还需进行简单效应与简单简单效应检验。
主体间效应的检验因变量:记忆成绩源III 型平方和df均方F Sig.校正模型7.000截距1.000 A1.000 B1.000 C1.001 A * B1.037A * C1.007B * C1.146 A * B * C1.002误差32总计40校正的总计39a. R 方 = .852（调整 R 方 = .819）简单效应检验：在主对话框中，单击Paste按钮，SPSS会把原先的全部操作转换成语句并粘贴到新打开的程序语句窗口中，在命令语句中加入EMMEANS引导的语句；结果：当被试使用联想策略进行记忆时，无干扰条件的记忆成绩极显著优于有干扰条件的记忆成绩；当被试使用复述策略进行记忆时，无干扰条件的记忆成绩也极显著优于有干扰条件的记忆成绩。
当被试使用联想策略进行记忆时，实物图片的记忆成绩极显著优于图形图片的记忆成绩；当被试使用复述策略进行记忆时，实物图片与图形图片的记忆成绩无显著差异。
简单简单效应检验：结果：所以a,b,c有显著差异。
二、重复测量一个因素的三因素混合实验设计数据处理过程：1.Data View ，进入数据输入窗口，将原始数据输入SPSS表格区域2.Analyze → General Linear Model → Repeated Measures（在菜单栏中选择分析→一般线性模型→重复变量）3.在定义被试内变量（Within-Subject Factor Name）的方框中，设置被试内变量标记类型，在定义其水平（Number of Level）的对框中，输入3，表示有两个水平，然后按填加（Add）钮。
4.按定义键（Define），返回重复测量主对话框，将b1、b2、b3选入被试内变量（Winthin-Subjects Variables）方框中，将a、c选入被试间变量框中。
5.点击选项Options，进行如下操作：①将被试内变量b（三个水平）键入到右边的方框中，采用[LSD（none）]法进行多重比较，②选择Descriptive statistics命令，对数据进行描述性统计。
选择Homogeneity tests进行方差齐性检验。
6.单击continue选项，返回主对话框，点击OK，执行程序。
7.结果：一元方差分析：标记类型主效应显著，F=，P=；句长类型主效应检验，因其满足球形假设，故参见每项检验的第一行SphericityAssumed的结果，即，F=，P=.000，表明b变量主效应极其显著；a与b的交互效应检验。
因其满足球形假设，故参见标准一元方差分析的结果，即F=，P=.001，表明a与b的交互效应极显著。
多重比较：长句与中句之间差异极其显著（P=）；长句与短句之间差异极其显著（P=）；中句与短句之间差异也极其显著（P=）。
描述性统计量有无干扰显示时间均值标准偏差N实物图片dimensi 无干扰dimension230秒.95743415秒4总计8有干扰dime30秒.95743415秒4m e n s i o n 1nsion2总计8有干扰dimension230秒.95743415秒.957434总计8总计dimension230秒.83452815秒8总计16协方差矩阵等同性的 Box 检验aBox 的 MF.749 df118 df2Sig..760检验零假设，即观测到的因变量的协方差矩阵在所有组中均相等。
a. 设计 : 截距 + a + c + a * c主体内设计: b多变量检验ba. 精确统计量b. 设计 : 截距 + a + c + a * c 主体内设计: bc Greenhouse-Geisser.000 Huynh-Feldt.000下限.001误差(b)采用的球形度24Greenhouse-GeisserHuynh-Feldt下限简单效应检验：结果：无标记的情况下，各句子类型之间不存在显著性差异，F＝，P=；有标记的情况下，各句子类型之间存在极显著性差异，F＝，P=。
三、重复测量两个因素的三因素混合实验设计数据处理过程：1.打开SPSS软件，点击Data View数据视图，进入数据输入窗口，将原始数据输入SPSS表格区域；2.在菜单栏中选择分析→一般线性模型→重复度量；3.分别定义两个被试内变量名及其水平数，点击“定义”；4、将b1c1、b1c2、b2c1、b2c2、b3c1、b3c2选入被试内变量（Winthin-Subjects Variables）方框中，将a选入被试间变量框中；5、点击选项Options，然后将被试内变量b（三个水平）键入到右边的方框中，采用LSD（none）法进行多重比较，并选择描述统计和方差齐性检验，点击继续，再点击确定输出结果；6.结果：描述性统计结果：e n s i o n 1b3c2dimension1无干扰8有干扰.834528总计16Box’s方差齐性结果：P=>，所以各组数据方差齐性。
协方差矩阵等同性的 Box 检验aBox 的 MFdf121 df2多变量检验：因为P=0<，所以B的主效应极显著；而且P=0<，BA的交互作用极显著；同理可知：C的主效应极显著，CA的交互效应不显著，BCA的三阶交互效应极显著。
球形假设检验：被试内变量球形假设检验，由于c变量只有两个水平，所以不需要检验；b,b*c均满足球形假设。
Levene’s方差齐性检验结果：因为P>，各组因变量方差齐性。
误差方差等同性的 Levene 检验aF df1df2Sig.b1c1.168114.688 b1c2.009114.926 b2c1.152114.702 b2c2.453114.512 b3c1.399114.538 b3c2.610114.448检验零假设，即在所有组中因变量的误差方差均相等。
a. 设计 : 截距 + a主体内设计: b + c + b * c被试间变量效应：因为P=0<，A的主效应极显著。
b因素的多重比较结果：实物图片的记忆成绩显著优于数字图片和符号图片，数字图片，数字图片的记忆成绩显著优于符号图片。
基于估算边际均值*. 均值差值在 .05 级别上较显著。
a. 对多个比较的调整：最不显著差别（相当于未作调整）。
进行简单效应检验：因为BA交互效应显著，需进行简单效应检验；程序语句：结果截图：b*a描述性统计结果b*a配对比较结果进行简单简单效应检验：BCA三阶交互效应显著，还需进行简单简单效应检验。
程序语句：在a水平下b*c交互效应配对比结果四、三因素重复测量实验设计数据处理过程：1.打开SPSS软件，点击Data View ，进入数据输入窗口，将原始数据输入SPSS 表格区域；2.在菜单栏中选择分析→一般线性模型→重复变量；3.在定义被试内变量（Within-Subject Factor Name）的方框中，设置被试内变量标记类型，在定义其水平（Number of Level）的对框中，输入3，表示有两个水平，然后按填加（Add）钮。
4.将a1b3c1、a1b3c2、a2b1c1、a2b1c2、a2b2c1、a2b2c2、a2b3c1、a2b3c2等选入被试内变量（Winthin-Subjects Variables）方框中，将a选入被试间变量框中；5.点击选项Options，然后将被试内变量b（三个水平）键入到右边的方框中，采用LSD（none）法进行多重比较，并选择描述统计和方差齐性检验，点击继续，再点击确定输出结果；6.结果:3个自变量之间两两都有显著差异，3者之间也有显著差异。
描述性统计量均值标准偏差Na1b1c1.957434a1b1c24a1b2c14a1b2c24a1b3c1.816504a1b3c24a2b1c1.957434a2b1c24a2b2c14 a2b2c24 a2b3c1.577354 a2b3c2.957434b. 设计 : 截距主体内设计: a + b + c + a * b + a * c + b * c + a * b * cMauchly 的球形度检验b度量:MEASURE_1主体内效应Mauchly 的 W 近似卡方df Sig.Epsilon aGreenhouse-GeisserHuynh-Feldt下限d i me n s i o n 1a.0000.b.4522.452.646.927.500c.0000.a * b.4122.412.630.873.500a * c.0000.b * c.3142.314.593.757.500 a * b* c.3412.341.603.786.500检验零假设，即标准正交转换因变量的误差协方差矩阵与一个单位矩阵成比例。
a. 可用于调整显著性平均检验的自由度。
在"主体内效应检验"表格中显示修正后的检验。
b. 设计 : 截距主体内设计: a + b + c + a * b + a * c + b * c + a * b * c多变量检验值F假设 df误差 df Sig. Pillai 的跟踪.950.050 Wilks 的 lambda.050.050.050 Hotelling 的跟踪Roy 的最大根.050每个 F 检验 b 的多变量效应。