实验心理学第五讲-真实验(二)-多因素实验设计.ppt

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1、真实验：多因素实验设计,多因素实验设计的优点,单因素实验设计只考察一个自变量对因变量的影响忽略了其它因素，以及因素间的交互作用对因变量的影响与实际情况不相符，结果的推论性低多因素实验设计同时探讨多个自变量对因变量的影响能揭示多个变量间的交互作用结果的推论性高,典型的两因素实验设计,两因素完全随机实验设计两个自变量都是被试间变量两因素被试内实验设计两个自变量都是被试内变量两因素混合实验设计一个自变量是被试内变量，一个是被试间变量,两因素完全随机（被试间）实验设计,基本特点两个自变量，每个自变量有两个或两个以上的水平，如pq个处理水平两个自变量都是被试间变量被试随机分配给各处理水平结合每个被试只接

2、受一个处理水平结合的处理所需被试量：N=npq，n是接受同一实验条件的被试的数量,被试分配模式,2A（a1，a2）3B（b1，b2，b3）的实验设计，6个处理水平，12名被试,可检验的假说,A因素的处理效应等于0 H0：aj=0B因素的处理效应等于0 H0：k=0AB两因素的交互作用为0(a)jk=0,例子,汉字的频率和声旁规则性是否影响读者的阅读速度自变量：2字频（高频、低频）2声旁规则性（规则、不规则），四种处理水平的结合，都是被试间变量实验材料：160个汉字，每种处理水平40个汉字被试：100名中学生，随机分配到四个处理水平因变量：阅读汉字的反应时（每名被试阅读40个汉字的平均反应时）,

3、数据表,计算表,平方和的分解与计算,平方和分解SS总变异=SS处理间+SS处理内=(SSA+SSB+SSAB)+SS单元内平方和计算SS总变异=ABS-Y=446470SSA=A-Y=52624.36SSB=B-Y=27622.44SSAB=AB-Y-SSA-SSB=15976.96SS单元内=SS总变异-SSA-SSB-SSAB=350246.2,方差分析表,字频：F(1,96)=14.42,p 0.001规则性：F(1,96)=7.57,p 0.01交互作用：F(1,96)=4.38，p 0.05,方差齐性检验,F(4,24)=1.66,p 0.05,交互作用图,简单效应检验（simple

4、 effect test）,多因素实验设计中，当交互作用显著时，考察一个因素在另一个因素的每个水平上的处理效应，以确定该因素的处理效应在另一个因素的哪个水平上是显著的,可检验的假说,A因素在B的不同水平上可检验的假说H0：aj(在b1水平)=0H0：aj(在b2水平)=0B因素在A的不同水平上可检验的一组假说H0：k(在a1水平)=0H0：k(在a2水平)=0,平方和的计算,公式,规则性在高频水平上处理效应是否显著,频率在规则字水平上的处理效应是否显著,简单效应分析结果,A因素在bk个水平上的简单效应之和=A因素的主效应与AB因素的交互作用之和B因素在aj个水平上的简单效应之和=B因素的主效应

5、与AB因素的交互作用之和,在SPSS中的计算,数据整理,两因素随机区组实验设计,适用条件研究中有两个自变量，每个自变量有两个或多个水平研究中有一个无关变量，且这个无关变量与自变量之间没有交互作用，研究者希望分离出这个无关变量的变异,被试分配模式(A因素：2个水平；B因素：3个水平),可检验的假说,A因素的处理效应等于0 H0：aj=0B因素的处理效应等于0 H0：k=0AB两因素的交互作用为0(a)jk=0区组效应等于0 H0：i2=0,例子,汉字的频率和声旁规则性是否影响读者的阅读速度自变量：2字频（高频、低频）2声旁规则性（规则、不规则），四种处理水平的结合无关变量(区组变量)：视觉简单反

6、应时被试：100名中学生，按简单反应时成绩分为25个区组，每个区组的4名学生，随机分配每个区组内的一名学生接受一种实验处理的结合实验材料：160个汉字，每种处理水平40个汉字因变量：阅读汉字的反应时（每名被试阅读40个汉字的平均反应时）,计算表及基本量的计算,平方和的分解与计算,平方和的分解SS总变异=SS处理间+SS处理内=(SSA+SSB+SSAB)+(SS区组+SS残差)平方和的计算SS总变异=ABS-Y=446470SS区组=S-Y=187061.5SS处理间=AB-Y=96223.76SSA=A-Y=52624.36SSB=B-Y=27622.44SSAB=AB-Y-SSA-SSB=

7、15976.96SS残差=SS总变异-SS区组-SSA-SSB-SSAB=163184.74,方差分析表,字频：F(1,72)=23.22,p 0.001规则性：F(1,72)=12.19,p 0.01交互作用：F(1,72)=7.05，p 0.05区组：F(24,72)=3.44,p 0.01,两因素混合实验设计(重复测量一个因素的两因素实验设计),基本特点两个自变量，每个自变量有两个或两个以上的水平，如pq个处理水平两个自变量一个是被试内变量，另一个是被试间变量所需被试量：N=np，n是接受同一实验条件的被试的数量，p是被试间变量的水平数,适合使用混合设计的情形,两个变量中有一个是被试变量

8、时，如被试的性别、年龄、能力等某个自变量的处理会对被试产生长期效应时，只能作为被试间变量可行性考虑：完全随机设计所需被试量大；被试内设计每个被试重复测量的次数太多研究者对被试内变量的效应以及两个因素的交互作用更感兴趣：被试间因素的处理效应与被试的个体差异相混淆，结果的精度不够好,被试分配模式,将被试随机分配到被试间变量的各个水平，使每个被试接受与被试间变量的某一水平相结合的被试内变量的所有水平2A（a1，a2）3B（b1，b2，b3）的实验设计，6个处理水平，A因素是被试内变量，B因素是被试间变量6名被试，随机分配到B因素的三个水平上，每个水平两名被试，每名被试接受A因素的所有水平的处理,适合

9、检验的假说,A因素的处理效应等于0 H0：aj=0B因素的处理效应等于0 H0：k=0AB两因素的交互作用为0(a)jk=0,例子,汉字的频率和声旁规则性是否影响读者的阅读速度自变量：2字频（高频、低频）2声旁规则性（规则、不规则），四种处理水平的结合，字频是被试间变量，声旁规则性是被试内变量实验材料：160个汉字，每种处理水平40个汉字被试：50名中学生，随机分成两组，每组25名，一组只阅读高频字，包括高频-规则字和高频-不规则字，一组只阅读低频字，包括低频-规则字和低频-不规则字因变量：阅读汉字的反应时（每名被试阅读40个汉字的平均反应时）,数据表,计算表及基本量的计算,平方和分解与计算,

10、平方和的分解SS总变异=SS被试间+SS被试内=(SSA+SS被试(A)+(SSB+SSAB+SSBX被试(A)平方和的计算SS总变异=ABS-Y=446470SS被试间=AS-Y=292600SSA=A-Y=52624.36SS被试(A)=SS被试间-SSA=239975.64SS被试内=SS总变异-SS被试间=153870SSB=B-Y=27622.44SSAB=AB-Y-SSA-SSB=15976.96SSBX被试(A)=SS被试内-SSB-SSAB=110270.6,方差分析表,字频：F(1,48)=10.526,p 0.01规则性：F(1,48)=12.024,p 0.01交互作用：

11、F(1,48)=6.955，p 0.05,SS被试(A)的实质：类似于一个完全随机实验中的SS组内SS组间=A-Y=105248.72SS组内=(AS-Y)-(A-Y)=479951.28SS组间/2=SSA=52624.36SS组内/2=SS被试(A)=239975.64,SSBX被试(A)的实质分别计算B因素在a1和a2水平上的数据，可得到两个单因素重复测量设计,SS残差(pooled)=SSBX被试(A)=60165.48+50105.12=110270.6SSBX被试(A):相当于嵌套在a1和a2水平内的两个单因素重复测量实验的残差平方和之和,在SPSS中的计算,两因素被试内实验设计(

12、重复测量两个因素的实验设计),基本特点两个自变量，每个自变量有两个或两个以上的水平，如pq个处理水平两个自变量都是被试内变量每个被试接受所有处理水平结合的处理,被试分配模式,2A（a1，a2）3B（b1，b2，b3）的实验设计，6个处理水平，两名被试,适合检验的假说,A因素的处理效应等于0 H0：aj=0B因素的处理效应等于0 H0：k=0AB两因素的交互作用为0(a)jk=0,例子,汉字的频率和声旁规则性是否影响读者的阅读速度自变量：2字频（高频、低频）2声旁规则性（规则、不规则），四种处理水平的结合，都是被试内变量实验材料：160个汉字，每种处理水平40个汉字被试：25名中学生，每名被试阅

13、读了所有处理水平结合的汉字因变量：阅读汉字的反应时（每名被试阅读40个汉字的平均反应时）,数据表,计算表,基本量的计算,平方和的分解与计算,平方和的分解SS总变异=SS被试间+SS被试内=SS被试间+(SSA+SS AX被试+SSB+SSBX被试+SSAB+SSAXBX被试)平方和的计算SS总变异=ABS-Y=446470SS被试间=S-Y=187061.5SS被试内=SS总变异-SS被试间=259408.5SSA=A-Y=52624.36SS AX被试=AS-Y-SS被试间-SSA=52914.14SSB=B-Y=27622.44SS BX被试=BS-Y-SS被试间-SSB=59758.06

14、SSAB=AB-Y-SSA-SSB=15976.96SSAXBX被试=SS被试内-SSA-SS AX被试-SSB-SS BX被试-SSAB=50512.54,方差分析表,SS AX被试、SSBX被试和SSAXBX被试的实质SS AX被试：相当于一个单因素重复测量设计的残差平方和,SSBX被试：相当于一个单因素重复测量设计的残差平方和,SSAXBX被试：残差平方和,在SPSS中的计算,总结（两因素实验设计）,两个自变量，每个自变量有两个或两个以上的水平，如pq个处理水平两因素完全随机实验设计两个自变量都是被试间变量两因素被试内实验设计两个自变量都是被试内变量两因素混合实验设计一个自变量是被试内变量，一个是被试间变量不同实验设计中处理效应和交互作用的平方和和均方的计算完全相同；不同的是误差变异的计算。随着从被试间设计向被试内设计过渡，误差变异分解的项数增多，每个误差项的数值减小，F检验变得更敏感。,三因素实验设计,三因素完全随机实验设计,重复测量一个因素的三因素实验设计,重复测量两个因素的三因素实验设计,三因素被试内设计,各种非重复测量设计的平方和与自由度,各种被试内实验设计的平方和与自由度,各种混合实验设计的平方和与自由度,The end,