这种设计的特点是,研究中包含两个因素,这两个因素均为被试间变量。另外,不同的被试组采用随机分派程序确定。
示例:在一个研究中,研究者除了关心药物A是否能够改善大鼠的学习和记忆之外,还想知道,大鼠从出生开始饲养空间的大小是否也影响大鼠的学习和记忆,以及二者之间是否存在交互作用。因此可以使用一个两因素被试间实验设计。其中一个因素是从出生开始饲养空间的大小,分大(意味着大鼠可以在更大的范围活动)和小(意味着大鼠只能在较小的范围活动)两个水平;另一个因素是大鼠是否接受药物A,分是和否(接受安慰剂)两个水平。两个因素均为被试间变量,且均为刺激或任务变量。因此,这是一个2×2被试间设计。研究者需要四组大鼠,即大空间-安慰剂、大空间一药物A、小空间-安慰剂和小空间一药物A。如果四组大鼠是采用随机分派程序确定的,例如,将48只大鼠随机分派到上述四个不同的组中,那么,这就是一个2×2被试间设计。
本文将结合这项研究介绍两因素被试间设计数据分析方法。为了考察两个因素各自的主效应以及两者之间的交互作用,研究者应该使用两因素被试间的方差分析。其中:
自变量1:S代表饲养空间大小(1=大;2=小)
自变量2:M代表药物类型(1=安慰剂;2=药物A)
因变量:L代表逃避潜伏期。
具体操作如下
点击继续按钮,返回到“单变量”对话框,然后点击“确定”,输出结果中便包含了一个反映每组逃避潜伏期平均数的图。如下图:
下图就是输出的最核心部分——方差分析结果:
图X 两因素被试间实验设计的方差分析结果
结果表明,饲养空间大小的主效应显著,F(1, 47)=10.93,p<0. 01;药物类型的主效应显著,F(1, 47)=9.56,p<0. 01;更重要的是,饲养空间大小与药物类型的交互作用显著,F(1,47) =4.44,p=0. 040.
由上图结果我们可知,两个自变量的主效应与交互作用均显著,因此按照方差分析流程,还需进行简单效应检验。SPSS软件并没有为多因素被试间设计提供简单效应检验对话框,需要利用SPSS所提供的句法编辑器,编辑和运行相应的句法命令,完成简单效应检验过程。具体步骤如下。
(1)激活 File菜单,选新建中的“语法”命令项,弹出“语法编辑器”对话框。在对话框的编辑窗口中,按以下格式编辑用于两因素被试间设计简单效应检验的句法命令:
MANOVA L BY S (1, 2) M (1, 2)
/PRINT=CELLINFO (MEANS)
/DESIGN
/DESIGN=M WITHIN S (1) M WITHIN S (2) .
在上面的句法命令中,MANOVA是SPSS软件中唯一的一个具有简单效应检验功能的命令。
(2)激活Run菜单,选All命令项。输出的结果主要由两部分信息构成,一是“Analysis of Variance–design 1”标题下的完全的方差分析部分,包括每个因素的主效应以及二者之间的交互作用,二是简单效应检验结果(见下图):
图X 方差分析以及M在S1和S2两个水平上的简单效应检验结果
对于简单效应检验部分分析,结果表明:当从出生开始的饲养空间大时,药物类型的主效应显著,F(1, 48)=11.43,p=0. 001,同接受安慰剂的大鼠相比,接受药物A的大鼠逃避潜伏期更久。然而,当从出生开始的饲养空间小时,药物类型的主效应不显著,F<1(当F值小于1时,通常不报告具体的F和p值,而简单写做F<1)。
这种设计的特点是,研究中包含两个因素,这两个因素均为被试内变量,每个因素可有两个或更多个水平。
示例:在高低频规则——不规则字命名研究中,包含字频(A)和规则性(B)两个因素,二者均为被试内变量,前者分高频和低频两个水平,后者分规则和不规则两个水平。因此,这是一个2×2被试内设计,包含四种条件,即高频规则字(A1B1)、高频不规则字(A1B2)、低频规则字(A2B1)和低频不规则字(A2B2)。
该研究的目的是考察同规则字相比,被试对不规则字的命名反应时是否更长,以及二者之间的差异是否受字频的影响。因此需进行重复测量方差分析进行检验,即F检验。具体步骤如下:
在对话框的主体内因子名和水平数的后面,填入第一个被试内变量的名称(应该填A,初始为factorl)和该变量所包含的水平数(应填2)。
点击“定义”弹出如下图这个“重复测量”对话框。
在对话框左侧的变量列表中,选A1B1、A1B2、A2B1、A2B2.点击左箭头,进入主体内变量。
点击“确定”,开始进行F检验,输出结果如下:
图X 两因素被试内设计的方差分析结果
结果显示(如上图),字频的主效应显著,F(1, 19)=157.68,p<0. 001,说明高低频字之间确实存在差异。规则性的主效应也显著,F(1, 19)=11. 25,p=0. 003,说明规则字与不规则字之间也确实存在差异。更重要的是,字频与规则性之间的交互作用达到边缘显著,F(1, 19)=3. 95,p=0. 062。
接着利用SPSS所提供的句法编辑器,编辑和运行相应的句法命令,完成简单效应检验过程。具体步骤如下。
(1)激活File菜单,选新建中的语法命令项,弹出“语法编辑器”对话框。在对话框的编辑窗口中,按以下格式编辑用于两因素被试内设计简单效应检验的句法命令。
在上面的编辑窗口中,MANOVA是SPSS软件中常用的一个命令,被试内设计的数据分析,需要使用这一命令。
①MANOVA A1B1 A1B2 A2B1 A2B2表示被试内因素有两个,每个因素各有两个水平;
②/WSFACTORS=A(2)B(2)是一个分命令,用来指定被试内因素的名称及水平数;
③/PRINT=CELLINFO(MEANS)是另外一个分命令,其功能是要求程序给出每个实验单元的平均数和标准差;
④/WSDESIGN是一个不加说明的分命令;
⑤/DESIGN是进行简单效应检验所必须使用的一个特殊的分命令;
⑥/WSDESIGN=B WITHIN A(1)是一个附加说明的分命令,所完成的是B在A1水平上的简单效应,即高频字中的规则性效应,而B WITHIN A(2)是附加说明的WSDESIGN分命令的另一部分,所完成的是B在A2水平上的简单效应,即低频字中的规则性效应。
(2)激活Run菜单,选All命令项,输出结果。所输出的结果主要由两部分信息构成。一是“Analysis of Variance–design1”标题下的完全的方差分析部分,包括每个因素的主效应以及二者之间的交互作用(见下图).
图X 2*2被试内设计的方差分析结果
另一部分是“Analysis of Variance–design 2”标题下的简单效应检验部分,包括B在A1和A2两个水平上的简单效应(见下图):
上面的结果显示,在A1(高频字)水平上,B(规则性)的简单效应显著,F(1, 19)=,5.02,p=0. 037;在A2(低频字)水平上,B(规则性)的简单效应也显著,并且显著性水平更高,F(1, 19)=11. 57,p=0. 003.这些结果说明,规则性效应(即规则字与不规则字之间的差异)受字频高低的影响,同高频字相比,在低频字中,规则性效应更大。
两因素混合设计的特点是,研究中包含两个因素,其中一个因素为被试内变量,另一个因素为被试间变量,每个因素可有两个或更多个水平。
示例:在阅读能力与规则性效应研究中,包含阅读能力(R)和规则性(B)两个因素。前者为被试间变量,分高(R1)和低(R2)两个水平;后者为被试内变量,分规则(B1)和不规则(B2)两个水平。因此,这是一个2×2混合设计,包含四种条件,即R1B1、R1B2、R2B1和R2B2.该研究的目的是考察同规则字相比,被试对不规则字的命名反应时是否更长,以及二者之间的差异,即规则性效应,是否受被试阅读能力的影响。
在两因素混合设计中,为了确定每个因素是否真的起作用,以及所起的作用是否受另一个因素影响,例如,被试内因素(如规则性)所起的作用是否受被试间因素(如阅读能力)的影响,研究者通常需要进行重复测量方差分析,即F检验。具体步骤如下:
在对话框的主体间变量和水平中,填入被试内变量的名称(应该填B,初始为factorl)和该变量所包含的水平数(2):
点击“确定”,开始进行F检验,混合实验设计方差分析的结果输出包括两部分内容,一部分为“主体内效应检验”(见下图)
这一部分的输出结果显示,规则性的主效应边缘显著,F(1, 38)=3.68,,p=0. 004,说明规则字与不规则字之间存在差异。然而,阅读能力与规则性之间的交互作用不显著,F<1.这里,需要注意的是,混合设计中,对被试内变量的主效应以及交互作用的检验,所使用的误差项是相同的。
另一部分结果输出的标题为主体间效应检验(见下图):
这一部分输出结果显示,阅读能力的主效应达到显著,F(1, 38)=6.98,p=0.012,说明阅读能力高低不同的被试之间存在差异。
以上就是本期与大家分享的内容,希望能够帮助到大家,为更好地进行科研和学习打下坚实的基础。
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