两因素实验设计的方差分析例子
两因素设计
2,4列对调
A B C D
D A B C
C D A B
B C 1,3行对调 D A
C B A D
B A D C
A D C B
D C B A
规定方阵中字母表示某因素的各个水平，定 义行因素和列因素
一般3个因素中有一个最重要的称之为处理因素， 用字母表示 其它两个是需要加以控制的因素，分别用行和列 表示
概念
将三个因素按水平数r排列成一个r×r随机方阵
用r个拉丁字母排成r行r列 每行每列中，每个拉丁字母只出现一次
特点
三个因素 各个因素间无交互作用（或交互作用可忽略不计） 水平数相等，均为r
基本拉丁方
ABC BCA CAB
ABCD BCDA CDAB DABC
ABCDE BCDEA CDEAB DEABC EABCD
1.0
0.7
析因设计factorial desig实验因素的各水平进行组合，对各种 可能的组合都进行实验，探讨各实验因素的主效应 （main effect），以及各因素间的交互作用（ interaction）的研究设计类型 不仅要考虑某一种或几种因素的效应，同时经常要 考虑多种因素的联合效应
FB=90.75，P值<0.05，B药的主效应也有统 计意义。
协同作用和拮抗作用
如果有交互作用，则
两个药都用的均数>A药的均数＋B药的均数－ 两个药都未用的均数(本例即：22>12+21－ 11)，则称协同作用。 两个药都用的均数<A药的均数＋B药的均数－ 两个药都未用的均数(本例即：22<12+21－ 11)，则称拮抗作用。
实验2：两因素混合实验设计
华东师范大学《特殊教育研究方法》实验报告姓名:李进学号：10130560118 实验时间：2015.4.6班级:教育康复学1班成绩：________ 指导老师：_赵航_ [实验名称] 两因素混合实验设计的SPSS操作[实验目的]1.复习巩固两因素混合实验设计的应用。
2.掌握两因素混合实验设计的SPSS操作。
3.正确分析两因素混合实验结果。
[实验内容]实验：不同性质音乐对儿童的心率影响研究。
不同的音乐性质作为被试内变量，包括正性、中性和负性三个水平；将被试性别作为被试间变量，包括男，女两个水平；将被试的心率因变量。
原始数据表如下：（1）要分析男女儿童聆听不同性质的音乐，其心率是否存在差异，应该采用哪种实验设计？并将数据处理为相应的数据结构，输入到SPSS中，并定义好变量。
数据文件以.sav格式保存，命名为“两因素混合实验数据”（2）对数据进行方差分析，a.得出其描述性统计（均值、标准差、被试数），并说明方差是否齐性；b.指出其主效应是否显著，并进行多重比较；c.交互效应是否显著？如显著进行简单效应检验，并进行多重比较。
d.生成折线图。
将所有操作步骤填在[实验步骤]里，所有的图表及文字说明填在[实验结果]里。
(1)答：应该采用两因素混合实验设计。
[实验步骤]第一步：定义变量，输入数据。
定义四个变量名，即：性别、正性音乐、中性音乐、负性音乐。
对性别赋值时，分别设定1=“男”。
2=“女”。
第二步：选择统计模块。
Analyze →General Linear Model→ Repeated Measures第三步：在定义被试内变量（Within-Subject Factor Name）的方框中，设置被试内变量音乐性质，在定义水平数（Number of Level）的对话框里输入3，按添加（Add）钮。
第四步：按定义键（Define），进入重复测量方差分析主对话框。
将定义的正性音乐、中性音乐、负性音乐都键入到被试内变量（Within-Subjects Variables）框中，将性别键入到被试间因素（Between-Subjects Factors）的方框中。
双因素分析实验报告
一、实验背景与目的随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对于生活品质的要求越来越高。
为了提高产品或服务的质量，研究人员需要探究不同因素对某一指标的影响。
本实验旨在通过双因素分析方法，探讨两个因素（自变量）对实验指标（因变量）的影响，并分析两个因素之间是否存在交互作用。
二、实验设计1. 实验因素与水平本实验选取两个因素：因素A（品牌）和因素B（广告投放方式）。
因素A的水平为：品牌A、品牌B；因素B的水平为：线上广告、线下广告。
2. 实验指标实验指标为消费者对产品的满意度。
3. 实验方法采用随机分组的方式，将消费者分为四个小组，分别对应因素A和因素B的不同水平组合。
每个小组接受相应的品牌和广告投放方式，然后进行满意度调查。
三、实验过程1. 数据收集通过问卷调查的方式收集数据，问卷内容主要包括消费者对产品的整体满意度、品牌认知度、广告投放方式满意度等方面。
2. 数据处理将收集到的数据输入SPSS软件进行双因素方差分析。
四、实验结果与分析1. 描述性统计从描述性统计结果可以看出，四个小组的满意度得分存在差异，但差异并不显著。
2. 方差分析（1）因素A（品牌）的主效应分析结果显示，因素A对满意度得分有显著影响（F=3.45，P<0.05）。
品牌A的满意度得分高于品牌B。
（2）因素B（广告投放方式）的主效应分析结果显示，因素B对满意度得分有显著影响（F=5.12，P<0.05）。
线上广告的满意度得分高于线下广告。
（3）交互作用分析结果显示，因素A和因素B之间存在交互作用（F=1.98，P<0.05）。
具体表现为，品牌A在线上广告的满意度得分高于品牌B在线上广告的满意度得分，而品牌A在线下广告的满意度得分低于品牌B在线下广告的满意度得分。
五、结论与建议1. 结论（1）品牌对消费者满意度有显著影响，品牌A的满意度得分高于品牌B。
（2）广告投放方式对消费者满意度有显著影响，线上广告的满意度得分高于线下广告。
第九章 两因素方差分析
3.93 4.11
15.41 16.11
3 1 2 33.5** 22.0**
2 11.5*
第三节 随机模型
1、线性统计模型
xijk i j ij ijk
2 2 2 var(xijk ) 2
H 01 : 0
A
能量消耗实验方差分析表
变异来源 相对速度A 不同时间B AB 误 总 差 和 平方和 3.9948 0.4541 8.4123 1.7902 14.6514 自由度 3 3 9 16 31 均方 1.3316 0.1514 0.9347 0.1119 F 1.42 1.35 8.35
受试时间
一
2.70 3.30 1.38 1.35 2.35 1.95 2.26 2.13
二
1.70 2.14 1.74 1.56 1.67 1.50 3.41 2.56
三
1.90 2.00 3.14 2.29 1.63 1.05 3.17 3.18
四
2.72 1.85 3.51 3.15 1.39 1.72 2.22 2.19
SSB
b 1
MS B
2 2 2 n an
SS AB
a 1b 1
abn 1
abn 1
MS AB
2 2 n
SSe
SST
MSe
2
例9.4
为了研究用不同数量的农家肥及不同农工的田间管理对
对作物产量的影响，设计了一个田间试验，结果列于下表。
SSe
SST
MSe
例9.5
下表所列出的数据是受试者在一天内
的4中时间，以4中速度工作，即正常速度的 60%，80%，100%，120%所得到的能量消耗值。 试验共有16个处理，每一处理重复2次，共 做32次实验。
第三章正交试验设计中的方差分析2例题分析
第三章_正交试验设计中的方差分析2-例题分析第三章中的例题分析是关于正交试验设计中的方差分析的。
本例题分析主要涉及到两个因素和一个响应变量，通过正交试验设计的方法，对这两个因素的影响进行分析。
首先，我们需要了解正交试验设计的基本原理。
正交试验设计是一种实验设计方法，通过选择合适的试验因素和水平，使得每个试验条件都能够得到充分的信息，从而降低试验误差，提高试验效率。
在正交试验设计中，试验因素之间是相互独立的，这样可以更好地分析每个因素对响应变量的影响。
在本例题中，我们有两个因素，分别记作因素A和因素B，每个因素有两个水平。
我们还有一个响应变量Y，需要确定因素A、因素B和Y之间的关系。
接下来，我们需要进行方差分析。
方差分析是一种用于比较不同因素对响应变量的影响的统计方法。
在本例题中，我们可以使用两因素方差分析来分析因素A和因素B对响应变量Y的影响。
首先，我们需要计算总平方和（SST），表示响应变量的总变异。
然后，我们需要计算因素A的平方和（SSA），表示因素A对响应变量的影响，以及因素B的平方和（SSB），表示因素B对响应变量的影响。
同时，我们还需要计算交互作用的平方和（SSAB），表示因素A和因素B之间的交互作用对响应变量的影响。
接下来，我们可以计算各个平方和的自由度和均方差，从而得到F值。
F值可以用来判断因素对响应变量的影响是否显著。
如果F值大于临界值，则说明该因素对响应变量的影响是显著的。
最后，我们可以进行多重比较，比较每个因素水平之间的差异。
多重比较可以帮助我们确定哪些因素水平之间的差异是显著的。
通过以上的分析，我们可以得出因素A、因素B和响应变量Y之间的关系。
同时，我们还可以根据多重比较的结果，确定哪些因素水平之间的差异是显著的。
总结起来，本例题分析主要涉及到正交试验设计中的方差分析。
通过对两个因素和一个响应变量进行分析，我们可以确定因素对响应变量的影响是否显著，并确定哪些因素水平之间的差异是显著的。
双因素方差分析法非常好的具体实例
a b
2
SST
X ij X
i1 j 1
可分解为：SST SSA SSB SSE
a
2
SSA b X i. X
i 1
b
2
SSB a X . j X
j 1
称为因素A的离差平方和， 反映因素 A 对试验指标的影响。
称为因素B的离差平方和， 反映因素 B 对试验指标的影响。
a b
X ij
i 1
i1 j 1
X. j T. j a X .1 X .2 ... X .b
X 1T ab
➢ 无交互作用的双因素试验的方差分析
基本假设（1）X ij 相互独立；
（2）Xij ~ N ij , 2 ，（方差齐性）。
线性统计模型 X ij i j ij
其中
1 ab
a i 1
F0.01 3,6 9.78 F0.05 3,6 4.76 F0.01 2,6 10.92
FB F0.01 2,6
结论：工人对产品的产量有显著影响， 机器对产品的产量有极显著影响。
例1的上机操作
原始数据，行因素水平，列因素水平
对应例1 的数据输入方式
工人对产品产量有显著影响，而机器对产品产量的影响极显著。
F 右侧检验
双因素（无交互作用）试验的方差分析表
方差来源 平方和 自由度 均方和
因素A 因素B 误差 总和
SS A SSB SSE SST
df A
MS A
SS A df A
df B
MSB
SSB df B
df E
MSE
SSE df E
dfT
F值
FA
MS A MSE
FB
析因设计的方差分析
SS SS SS 如AB的交互效应：AB=[(a1b1-a2b1)-(a1b2-a2b2)]/2=(0.
总 处 理 H0：染毒与不染毒的大鼠吞噬指数的总体均数相等 误 差
确定P值，作出推断结论
SS SS SS SS 01 ，提示染毒对吞噬指数有影响，可以降低大鼠吞噬指数。
其方法有很多种，析因设计就是其中的一种。
研究目的
当研究的因素不止一个时，这种研究设计就称为 多因素的实验设计 。其方法有很多种，析因设计 就是其中的一种。
研究目的：不仅分析单个因素不同水平效应之间 的差异，还要知道两个因素各水平间效应的相互 影响。
分析方法：采用多因素方差分析。
方差分析的根本思想
• 变异分解： --固定因子〔处理因素〕：A、B
定义3个列变量： 1个因变量〔y〕，2个处理因素分组变量 〔A，B〕,设置值标签。 主要分析过程
1〕Analyze ->General Linear Model ->Univariate ，弹出单变量对 话框：
--因变量名称：y --固定因子〔处理因素〕：A、B 2〕点击“模型〞按钮，弹出重复度量模型对话框。 --指定模型：本例选择全模型，即分析所有主效应及交 互效应〔系统默认〕。假设选择定制，可以自由选择进入 分析模型的主效应及交互效应。
假设i ：表示因素A的水平〔i=1，2，…，a〕， 指两个或多个研究因素间的效应互不独立，当某一因素在各水平间变化时，另一个或多个因素各水平的效应也相应地发生改变。
建立检验假设，确定检验水准 〔2〕A因素主效应的P>0.
4〕 Post Hocj〔：比照表〕按示钮：因素B的水平〔j=1，2，…，b〕，
相等 H1：给药与不给药的大鼠吞噬指数的总体均数
第6章 真实验：两因素实验设计
• （不考虑交互作用的多因素实验设计为 正交设计）
三种典型的多因素实验设计
• 两因素完全随机设计：两个被试间变量 • 两因素被试内设计：两个被试内变量 • 两因素混合设计：一个被试间变量，一
个被试内变量
多因素实验设计的符号约定
• 用英文大写字母表示因素，用对应的小 写字母来表示该因素的水平，用×表示 因素之间的相互结合关系。
oooo2ko4ko6k2k4k6kooooa1oa2oa3a1a2a3三计算模式两因素完全随机设计的方差分析表变异来源平方和自由度均方f值显著性组间效应ss组间因素assmsms因素因素a因素aams处理内因素bssmsms因素因素b因素bbms处理内两因素交互作用ssmsmsabababms处理内处理内效应ss组内ms组内总体效应ss总变异四简单效应的检验?在多因素实验设计中当交互作用显著时为了考察一个因素在另一个因素的每个水平上的处理效应以便具体地确定它的处理效应在另一个因素的哪些水平上是显著的这种检验方法为简单效应检验
被试3 被试6 ……
被试1 被试4 ……
被试2 被试5 ……
被试3 被试6 ……
四、数据计算模式
变异来源
平方和 自由度 均方
F值
显著性
被试内效应
SS被试内
被试内因素 SS因素A
两因素交互作用 SSA×B
残差 SS残差
被试间效应
SS被试间
被试间因素 SS因素B
被试间误差 SS被试间误差
总体效应
SS总效应
• 计算思路：分别计算某个因素的不同水平上另 外一个因素的不同水平间的差异情况。例如： 先考察因素A在水平1上因素B的各个水平之间 的差异，再考察因素A在水平2上因素B的各个 水平之间的差异，反之亦然。
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例题：笔画数和字频是影响汉字识别时间的重要变量，一项研究综合考察了这两个变量对汉字识别的影响。
研究者设计了3*2两因素设计的实验。
第一个因素笔画数有三个水平，分别为多笔画字（12画以上）、中等笔画数（6画-13画）和少笔画字（1到6画）；第二个因素字频有两个水平，分别为高频字和低频字。
两因素各个实验水平交叉后形成6个条件单元。
研究者使用的实验材料是60个汉字，每个条件单元中有10个汉字。
参加实验的被试来自某高校随机抽取的60名本科生，他们被随机分为6组，每组10人，每一组被试仅对一组实验材料进行命名。
问：笔画数和字频对汉字命名有什么影响？。