組內兩因素設計實驗裝置

① 兩因素混合實驗設計的基本特點有哪些

什麼叫混合實驗設計 混合實驗設計一般涉及兩個及兩個以上自 變數的處理，其中每個自變數的實驗設計 是不同的。比如，要求一個自變數用一種 設計處理，如被試內設計處理，而另一個 自變數用不同種類的設計處理，如被試間 設計處理。實際上，是同時進行幾個實驗。 當然，混合實驗設計的含義不僅僅是指被 試內與被試間的混合，也包括實驗的與准 實驗的混合、實驗的與非實驗的混合、准 實驗的與非實驗的混合。 兩因素混合實驗設計 什麼叫兩因素混合實驗設計 在二因素實驗中，如果一個自變數採用組 間設計，另一個自變數採用組內設計，就 構成了最簡單的混合實驗設計。 兩因素混合實驗設計的基本特點 1、實驗設計中包括一個被試內因素和被試 間因素，這是目前教育心理研究中比較常 用的一種實驗設計方法。 2 、在這種實驗設計中，研究者對被試內變 量的效應和它與被試間變數之間的交互作 用比較感興趣，通常是將研究者比較感興 趣的作為被試內因素。兩因素混合實驗設 計既有被試內設計的特點，也有被試間設 計的特點。 3 、當研究中的一個變數會對被試產生 長期效應，如學習效應或者被試變數 時，需要進行混合實驗設計。 兩因素實驗設計的基本方法 首先確定研究中的被試內變數和被試間變 量，將被試隨機分配給被試間變數的各個 水平，然後使每個被試接受與被試間變數 的某一水平相結合的被試內變數的所有水 平。 被試分配 b1 b2 b3 a1 S1 s1 s1 S2 s2 s2 S3 s3 s3 s4 s4 s4 a2 S5 s5 s5 S6 s6 s6 S7 s7 s7 S8 s8 s8 例子 在文章生字密度的研究中，同時想探討文 章主題熟悉性對閱讀理解的影響。研究者 選擇將生字密度作為一個被試內變數，有5： 1(b1)、10：1(b2)、20：1(b3)三個水平， 將主題熟悉性作為一個被試間變數，有學 生不熟悉的（a1）和學生熟悉的（a2）.這 是一個2×3兩因素混合設計。 8名五年級學生被隨機分為兩組，一組學 生每人閱讀三篇生字密度不同的、主題熟 悉的文章，另一組學生每人閱讀三篇生字 密度不同、主題不熟悉的文章。實驗實施 時，閱讀三篇文章分三次進行，用拉丁方 平衡學生閱讀文章的先後順序。 兩因素混合實驗的計算表 ABS表 b1 b2 b3 ∑ a1 S1 3 4 5 S2 6 6 7 S3 4 4 5 S4 3 2 2 12 19 13 7 a2 S5 4 8 12 S6 5 9 13 S7 3 8 12 S8 3 7 11 24 27 23 21 AB表 b1 b2 b3 ∑ a1 a2 n=4 16 16 19 15 32 48 51 95 ∑ 31 48 67 平方和的分解與計算 SS總變異＝SS被試間＋SS被試內 SS被試間＝SSA+SS被試(A) SS被試內＝SSB+SSAB+ SSB×被試（A） 參考文獻 【1】李會章，教育實驗研究中的兩因素混合設計及方差分 析.天津職業技術師范學院學報第44 卷第2期 【2】石岩，閻守扶，申高祿，定量運動負荷和個性特徵對 動覺准確性和動作穩定性的影響.心理學報28卷2期 【3】石岩，定量運動負荷後間隔不同時間的肘關節動覺方 位準確性.心理學報31卷l期 【4】石岩,混合設計在體育心理學實驗研究中的應用.山西 大學學報(自然科學版) 【5】王智,江琦, 張大均,網路成癮者的編碼和再認實驗研究 心理發展與教育.2008年第1期

② 如何設計一個雙因素實驗

雙因素隨機區組設計的基本方法如下：

事先將被試在無關變數上進行匹配（如果這個變宏正量是被試變數），然後將選擇好的每組同質被試隨機分配，每個被試接受一個實驗處理的結合雙因素隨機區組實驗設計與計算舉例：研究的問題與實驗設計。

研究中一個自變數是被試內的，即每個被試要接受所有水平的處理，另一個橋陸自變數是被試間的，即每個被試只接受它的一個水平的處理，或者它本身是一個被試變數。如性別、年齡等。

研究者更感興趣於研究中的被試內因素的處理效應，以及兩個因素的交互作用，希望對它們的估價更加精確。

雙因素混合實驗設計的基本方法：首先確定研究中的被試內變數和被試間變數，將被試隨機分配給被試間變數的各個水平，然後使每個被試接受與被試間變數某一個水平相結合的被試內變數的所有水平。

③ 多變數實驗設計的多因素組內實驗設計

多因素組內（被試內）實驗設計是單因素組內實驗設計的擴展。在多因素被試內實驗設計版中，基本方法是：權隨機取樣被試，參加實驗的被試接受全部實驗處理水平的結合。
以兩因素被試內實驗設計舉例，表2中自變數A因素有兩個水平，B因素有四個水平。兩個因素共有2×4=8種處理水平的結合，即A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4。參加實驗的每個被試接受所有自變數實驗處理水平的結合。實驗設計的基本思想是，由於每個被試接受所有的試驗處理水平的結合，因而實驗處理後測量到的差異應當來自A因素、B因素，或來自A因素與B因素的交互作用。 表2 兩因素被試內實驗設計舉例實驗處理水平的結合 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 被試1 Y Y Y Y Y Y Y Y 被試2 Y Y Y Y Y Y Y Y 被試3 Y Y Y Y Y Y Y Y 被試4 Y Y Y Y Y Y Y Y 被試5 Y Y Y Y Y Y Y Y ......

④ 多變數實驗設計的混合實驗設計

在多因素實驗設計中，當兩個或多個因素均為被試間因素時，我們稱之為組間或被試間實驗設計，當兩個或多個因素均為被試內因素時，我們稱之為組內或被試內實驗設計。然而，還有一種可能性，多因素實驗設計中的自變數既包含有被試間因素，又包含有被試內因素，這種情況我們稱之為混合實驗設計（Mixed Factorial Design）。
混合實驗設計的基本方法是，首先確定實驗中的被試間因素和被試內因素，將被試按被試間因素的水平數隨機分組，然後，每組被試接受被試間因素的某一處理水平與被試內因素所有處理水平的結合。我們仍以兩因素混合實驗設計舉例，表3中自變數A因素是被試間因素，有兩個水平，B因素是被試內因素，有四個水平。兩個因素共有2×4=8種處理水平的結合，即A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4。按照被試間因素的水平數，被試應隨機分為兩組，實驗組1接受A1水平與B因素所有水平的結合，即A2B1，A2B2，A2B3和A2B4。 表3 兩因素混合實驗設計舉例B因素（被試內） B1 B2 B3 B4 被試 A因素（被試間） 實驗組1 A1 Y Y Y Y 實驗組2 A2 Y Y Y Y 混合實驗設計的基本思想是：一方面，由於有自變數成為被試內因素，每個被試接受多次實驗處理，因此在一定程度上減少了被試之間個體差異可能造成的實驗誤差，與被試間實驗設計相比，混合設計可以節省被試。另一方面，由於有自變數是被試間因素，因此不至於每個被試由於接受實驗處理次數過多而造成疲勞、學習等效應。

⑤ 某品牌純鹼中含有少量氯化鈉．某化學探究小組為了測定該純鹼的純度（即碳酸鈉的質量分數），組內一同學設

（1）反應物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用觀察法配平，二氧化碳後面標猜輪上上升符號；因為該反應有氣泡產生，沒有氣泡產生了，說明反應完了；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸氣；裝置D中氫氧化鈉固體能吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止進入C裝置，影響實驗結果
（3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應產生的二氧化碳氣體，使反應產生的二氧化碳全部被C裝置吸收；
（4）氫氧化鈉可以吸收二氧化碳，裝置沒增重說明沒有吸收二氧化碳，可能原因是裝置漏氣，二氧化碳氣體沒進入到C裝置
（5）由圖象可以看出生成二氧化碳的質量為4.4g，
設要生成4.4g二氧化碳需要碳酸鈉質量為x則：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x4.4g

106

x

＝

44

4.4g

解得X=10.6g，純鹼的純度為=

10.6g

11g

×100%=96.4%；
（7）稀鹽酸揮發出氯化氫氣體，被C裝置吸收，使C裝置增重的質量增大，根據C裝置增重的質量即為二氧化碳的質量求出的碳酸鈉質量增大，因此使質量分數偏高；
故答案為：（慧簡1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再產生氣泡為止；
（2）除去水蒸氣；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結果；
（穗碧信3）用不含二氧化碳的空氣排出殘留在AB裝置中反應產生的二氧化碳氣體；
（4）裝置漏氣，產生的二氧化碳氣體未被C中的氫氧化鈉吸收
（5）①4.4g②96.4%；
（6）偏高

⑥ 兩因素隨機區組實驗的區組如何分組

一個兩因素交叉分組實驗，若每一處理重復n次，全部實驗共abn次（見課本9.1.1）。這abn次實驗的實驗條件或實驗材料必須具有同質性。否則，由於實驗材料或實驗條件的差異所引起的誤差會混雜於實驗誤差中，影響試驗結果的可靠性。為避免這種情況的發生，與隨機化完全區組的做法一樣，將每一套水平組合，安排在一個區組中，n次重復構成了n個區組。這樣一種設計稱為兩因素隨機化區組設計。統計模型為：

其中ai 、bj 和(ab)ij分別為A因素、B因素和AB交互作用效應，dk 是第k區組效應。設A因素為固定因素，B和區組為隨機因素，模型中各分量的均方期望可由下表推演出。

因素
F R R R 均方期望
F R R R 均方期望

abn1
abn1

ijkl
ijkl

αi
0bn1

0bn1

βj
a1n1

a1n1

(αβ)ij
01n1

01n1

δk
ab11

ab11

(αδ)ik
0b11

1111

(βδ)jk
a111

(αβδ)ijk
0111

ε(ijk)l
1111

上表中的l為區組內的重復，因l = 1，這時s2無法估計（誤差自由度dfe = 0）。假設區組與因素間不存在交互作用，即將上表左半部的後四行合並，作為誤差估計，得到表的右半部。由均方期望可以得到檢驗統計量，FA = MSA / MSAB，FB = MSB / MSe，FAB = MSAB / MSe。兩因素隨機區組實驗的方差分析與三因素交叉分組實驗的方差分析程序基本相同。

例 2.13 課本上表9－11中的實驗，共需32名同質受試者，因32名同質受試者很難找到，因此將實驗的兩個重復安排為兩個區組，每一區組只要16名同質受試者即可。

解： 先創建一個名為a:\2-7data.dat的外部數據文件。SAS程序為：

options linesize = 76;

data work;

infile 『a:\2-7data.dat』;

input block a b energy @@;

run;

proc anova;

class block a b;

model energy = block a b a*b;

test h = a e = a*b;

means a / ncan e = a*b;

run;