EP09多因素實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理教學(xué)課件

定義：一個研究中具有兩個或更多的自變量的實驗設(shè)計優(yōu)點：可以同時研究兩個或多個自變量處理的作用——經(jīng)濟可以檢驗各自變量之間的交互作用（Interactioneffect）一個變量影響另一個變量的效果）——信息多實驗概括能力強第一節(jié)多因素實驗設(shè)計的分類一、自變量的數(shù)目和水平（Level）或條件（Condition）2×2因素設(shè)計Bb1b2b3Aa1a1b1a1b2a1b3a2a2b1a2b2a2b32×3因素設(shè)計2×2×2因素設(shè)計2×3×3因素設(shè)計二、被試的分派程序（一）隨機分派（被試按照隨機原則分派到各個處理中）（二）重復(fù)測量（所有被試接受全部處理）（三）混合分派（有些自變量按照隨機原則分派被試，有些自變量按照重復(fù)測量的方式分派被試）第二節(jié)兩因素實驗設(shè)計在一個實驗中包含兩個自變量的實驗設(shè)計一、完全隨機2×2因素實驗設(shè)計按照隨即原則把被試分派到各個處理中。（一）案例分析：某種藥物對某種操作的影響自變量：2藥物（0水平，1水平）×2環(huán)境（安靜，嘈雜）因變量：操作成績（追蹤器測試）1、2*2被試間實驗設(shè)計數(shù)據(jù)錄入1.定義subject（1、2、3…）2.定義一個因變量score（輸入成績）3.定義水平a（輸入1or2）4.定義水平b（輸入1or2）一個被試只占一行數(shù)據(jù)

一個變量只占一列數(shù)據(jù)2、2*2被試間實驗設(shè)計spss分析Analyze-一般線性模型-univariate-把score拖入dependentvariable把a、b拖入fixedfactorsModel選fullfactorialConrasts默認(rèn)Plots（做交互作用圖）把a放入水平，把b放入垂直，點add鍵；把b放入水平，把a放入垂直，點add；ok結(jié)果：藥物主效應(yīng)顯著環(huán)境主效應(yīng)顯著二者交互作用顯著但在解釋結(jié)果時要具體分析二、重復(fù)測量2×2因素實驗設(shè)計每個被試接受2×2因素設(shè)計中的全部4個處理。各個處理所使用的被試相同。例：被試內(nèi)自變量A（a1a2）×C（c1c2）5名被試被試a1a2c1c2c1c212435246663324345577513541、2*2被試內(nèi)實驗設(shè)計數(shù)據(jù)錄入1.定義subject（1、2、3…）2.定義一個a1b13.定義一個a1b24.定義一個a2b15.定義一個a2b2一個被試只占一行數(shù)據(jù)

一個變量只占一列數(shù)據(jù)2、2*2被試內(nèi)實驗設(shè)計spss分析Analyze-一般線性模型-repeatmeasures-輸入被試內(nèi)變量a及水平數(shù)；add；輸入被試內(nèi)變量b及水平數(shù)；；add；Define：拖入（注意對應(yīng)）Model選fullfactorialConrasts默認(rèn)Plots（做交互作用圖）把a放入水平，把b放入垂直，點add鍵；把b放入水平，把a放入垂直，點add；ok三、隨機區(qū)組2×2因素實驗設(shè)計（一）特點1、適用條件（1）研究中有兩個自變量，每個自變量有兩個或多個水平（P≥2；Q≥2）（2）研究中有一個研究者不感興趣的無關(guān)變量，且這個無關(guān)變量與自變量之間沒有交互作用，研究者希望分離出這個無關(guān)變量。2、方法和模式（1）方法：事先將被試在無關(guān)變量上進行匹配（如果這個無關(guān)變量是被試變量），然后將同質(zhì)被試按區(qū)組隨機分配，每個被試接受一個實驗處理（2）設(shè)計的具體安排例：自變量A（a1a2）C（c1c2）因變量：操作分?jǐn)?shù)已知被試智力會影響因變量，因此首先對被試進行智力測試，在智力分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ)上，選擇20名筆試，分為5個區(qū)組，沒一區(qū)組的4名被試智力分?jǐn)?shù)相同。每個區(qū)組內(nèi)4名被試隨機分派接受其中一個處理。3、虛無假設(shè)（1）A處理效應(yīng)為0（2）B處理效應(yīng)為0（3）AB兩因素交互作用為0（4）區(qū)組效應(yīng)為04、隨機區(qū)組實驗設(shè)計的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）比完全隨機實驗設(shè)計更有效——從總變異中分離出了一個無關(guān)變量的效應(yīng)，減少了實驗誤差，獲得對處理效應(yīng)的更加精確的估計。（2）更具有靈活性：可使用于含任何處理水平數(shù)的實驗中；區(qū)組數(shù)量不受限制。缺點：（1）形成同質(zhì)區(qū)組，同質(zhì)被試有困難，特別是實驗中含有較多處理水平時。（2）使用范圍受限制——受前提假設(shè)的限制：自變量與無關(guān)變量無交互作用（二）方差分析1、平方和的分解SSt=SSt+SSwSSt=SSa+SSc+SsacSSw=SSb+SSe2、方差分析表3、具體計算四、兩因素混合實驗設(shè)計（一）特點兩個自變量，多水平，大于等于2一個被試間，一個被試內(nèi)當(dāng)研究者對被試內(nèi)因素和兩因素的交互作用更感興趣時，采取混合實驗設(shè)計。（二）方法和模式確定被試間和被試內(nèi)變量分派被試（三）假說A因素處理效應(yīng)為0B因素處理效應(yīng)為0AB交互作用為0（四）優(yōu)點

1、當(dāng)實驗中兩個因素的水平較多，若使用完全隨機設(shè)計需要被試量很大，若采用重復(fù)測量實驗設(shè)計則導(dǎo)致實驗次數(shù)增加，會引起疲勞、練習(xí)誤差，這時，采用混合實驗設(shè)計最佳，既減少了實驗的被試量，也減少了被試實驗的次數(shù)；2、當(dāng)一個自變量的處理對被試產(chǎn)生長期效應(yīng)，如學(xué)習(xí)、記憶效應(yīng)時，可把此變量作為被試間變量，而把另一變量作為被試內(nèi)變量，使用混合實驗設(shè)計；3、當(dāng)實驗研究中的兩個自變量其中一個為被試變量（如年齡、性別、智力等），而研究者若對這個被試變量的不同水平對另一個自變量的影響感興趣，此時可采用混合實驗設(shè)計，把這一被試變量作為被試間變量，另一變量作為被試內(nèi)變量；4、當(dāng)研究者對被試內(nèi)因素和兩因素交互作用更感興趣。這時可不考慮被試間因素和被試個體誤差混淆的實驗的誤差，以此為代價換取高精確度的被試內(nèi)實驗效果和交互作用效應(yīng)。（五）方差分析

例：第三節(jié)三因素實驗設(shè)計三因素實驗設(shè)計可分為完全隨機三因素實驗設(shè)計和重復(fù)測量三因素實驗設(shè)計。與二因素實驗設(shè)計相比，因為人的行為和心理經(jīng)常是多種因素共同作用的結(jié)果，多因素實驗會使研究結(jié)果更加真實，更加接近現(xiàn)實，從而更有價值。

一、完全隨機2×2×2因素實驗設(shè)計（一）完全隨機三因素實驗設(shè)計的基本特點1、適用條件（1）研究中有三個自變量，每個自變量有兩個或多個水平（2）P×Q×R2、方法和模式（1）方法：隨機分配被試接受不同的實驗水平的結(jié)合，每個被試只接受一個實驗處理的結(jié)合。統(tǒng)計變量：自變量A、B、C，因變量Y預(yù)期結(jié)果：自變量的主效應(yīng)是否顯著，A×BA×CB×CA×B×C交互作用是否顯著，并對交互作用進行簡單效應(yīng)和簡單簡單效應(yīng)檢驗。（當(dāng)三重交互作用顯著時，才進行簡單效應(yīng)檢驗）3、虛無假設(shè)總體平均數(shù)相等A效應(yīng)為0B效應(yīng)為0C效應(yīng)為0AB交互作用為0AC交互作用為0BC交互作用為0ABC交互作用為0（二）案例分析及方差分析（三）結(jié)果的解釋二、多于兩個水平的三因素實驗設(shè)計——隨機4×2×3因素實驗設(shè)計（一）案例分析假定一個實驗，其中有三個自變量，即刺激A、背景C和背景強度D。刺激變量有四個水平，背景有兩個不同水平，背景的強度有三個不同的水平（二）方差分析1、全盤檢驗2、4×2×3因素方差分析三、重復(fù)測量2×2×2因素實驗設(shè)計每個被試接受全部實驗處理（一）案例分析（二）方差分析1、重復(fù)測量三因素實驗設(shè)計的平方和分解2、方差分析表3、具體計算（三）結(jié)果的解釋第四節(jié)三因素混合實驗設(shè)計一、重復(fù)測量一個因素的三因素混合實驗設(shè)計（一）被試分配三個自變量中，一個為被試內(nèi)變量，兩個為被試間變量，在兩個被試間變量上隨機分派被試，每個被試隨機接受一個處理組合，在一個被試內(nèi)變量上，所有的被試都要接受全部的處理組合。（二）重復(fù)測量一個因素的2×2×2因素混合實驗案例（A被試內(nèi)變量，B、C被試間變量）二、重復(fù)測量二個因素的三因素混合實驗設(shè)計三個自變量中，兩個為被試內(nèi)變量，一個為被試間變量，在一個被試間變量上隨機分派被試，每個被試隨機接受一個處理組合，在兩個被試內(nèi)變量上，所有的被試都要接受全部的處理組合。重復(fù)測量二個因素的三因素混合實驗設(shè)計由于只有一個被試間變量，所以實驗所用的被試數(shù)目減少，又由于有兩個被試內(nèi)變量，一方面可進一步控制被試的個體差異，另一方面卻又會產(chǎn)生順序誤差。（一）被試分配三個自變量中，兩個為被試內(nèi)變量，一個為被試間變量，在一個被試間變量上隨機分派被試，每個被試隨機接受一個處理組合，在兩個被試內(nèi)變量上，所有的被試都要接受全