组内两因素设计实验装置

① 两因素混合实验设计的基本特点有哪些

什么叫混合实验设计 混合实验设计一般涉及两个及两个以上自 变量的处理，其中每个自变量的实验设计 是不同的。比如，要求一个自变量用一种 设计处理，如被试内设计处理，而另一个 自变量用不同种类的设计处理，如被试间 设计处理。实际上，是同时进行几个实验。 当然，混合实验设计的含义不仅仅是指被 试内与被试间的混合，也包括实验的与准 实验的混合、实验的与非实验的混合、准 实验的与非实验的混合。 两因素混合实验设计 什么叫两因素混合实验设计 在二因素实验中，如果一个自变量采用组 间设计，另一个自变量采用组内设计，就 构成了最简单的混合实验设计。 两因素混合实验设计的基本特点 1、实验设计中包括一个被试内因素和被试 间因素，这是目前教育心理研究中比较常 用的一种实验设计方法。 2 、在这种实验设计中，研究者对被试内变 量的效应和它与被试间变量之间的交互作 用比较感兴趣，通常是将研究者比较感兴 趣的作为被试内因素。两因素混合实验设 计既有被试内设计的特点，也有被试间设 计的特点。 3 、当研究中的一个变量会对被试产生 长期效应，如学习效应或者被试变量 时，需要进行混合实验设计。 两因素实验设计的基本方法 首先确定研究中的被试内变量和被试间变 量，将被试随机分配给被试间变量的各个 水平，然后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。 被试分配 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，同时想探讨文 章主题熟悉性对阅读理解的影响。研究者 选择将生字密度作为一个被试内变量，有5： 1(b1)、10：1(b2)、20：1(b3)三个水平， 将主题熟悉性作为一个被试间变量，有学 生不熟悉的（a1）和学生熟悉的（a2）.这 是一个2×3两因素混合设计。 8名五年级学生被随机分为两组，一组学 生每人阅读三篇生字密度不同的、主题熟 悉的文章，另一组学生每人阅读三篇生字 密度不同、主题不熟悉的文章。实验实施 时，阅读三篇文章分三次进行，用拉丁方 平衡学生阅读文章的先后顺序。 两因素混合实验的计算表 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 平方和的分解与计算 SS总变异＝SS被试间＋SS被试内 SS被试间＝SSA+SS被试(A) SS被试内＝SSB+SSAB+ SSB×被试（A） 参考文献 【1】李会章，教育实验研究中的两因素混合设计及方差分 析.天津职业技术师范学院学报第44 卷第2期 【2】石岩，阎守扶，申高禄，定量运动负荷和个性特征对 动觉准确性和动作稳定性的影响.心理学报28卷2期 【3】石岩，定量运动负荷后间隔不同时间的肘关节动觉方 位准确性.心理学报31卷l期 【4】石岩,混合设计在体育心理学实验研究中的应用.山西 大学学报(自然科学版) 【5】王智,江琦, 张大均,网络成瘾者的编码和再认实验研究 心理发展与教育.2008年第1期

② 如何设计一个双因素实验

双因素随机区组设计的基本方法如下：

事先将被试在无关变量上进行匹配（如果这个变宏正量是被试变量），然后将选择好的每组同质被试随机分配，每个被试接受一个实验处理的结合双因素随机区组实验设计与计算举例：研究的问题与实验设计。

研究中一个自变量是被试内的，即每个被试要接受所有水平的处理，另一个桥陆自变量是被试间的，即每个被试只接受它的一个水平的处理，或者它本身是一个被试变量。如性别、年龄等。

研究者更感兴趣于研究中的被试内因素的处理效应，以及两个因素的交互作用，希望对它们的估价更加精确。

双因素混合实验设计的基本方法：首先确定研究中的被试内变量和被试间变量，将被试随机分配给被试间变量的各个水平，然后使每个被试接受与被试间变量某一个水平相结合的被试内变量的所有水平。

③ 多变量实验设计的多因素组内实验设计

多因素组内（被试内）实验设计是单因素组内实验设计的扩展。在多因素被试内实验设计版中，基本方法是：权随机取样被试，参加实验的被试接受全部实验处理水平的结合。
以两因素被试内实验设计举例，表2中自变量A因素有两个水平，B因素有四个水平。两个因素共有2×4=8种处理水平的结合，即A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4。参加实验的每个被试接受所有自变量实验处理水平的结合。实验设计的基本思想是，由于每个被试接受所有的试验处理水平的结合，因而实验处理后测量到的差异应当来自A因素、B因素，或来自A因素与B因素的交互作用。 表2 两因素被试内实验设计举例实验处理水平的结合 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 被试1 Y Y Y Y Y Y Y Y 被试2 Y Y Y Y Y Y Y Y 被试3 Y Y Y Y Y Y Y Y 被试4 Y Y Y Y Y Y Y Y 被试5 Y Y Y Y Y Y Y Y ......

④ 多变量实验设计的混合实验设计

在多因素实验设计中，当两个或多个因素均为被试间因素时，我们称之为组间或被试间实验设计，当两个或多个因素均为被试内因素时，我们称之为组内或被试内实验设计。然而，还有一种可能性，多因素实验设计中的自变量既包含有被试间因素，又包含有被试内因素，这种情况我们称之为混合实验设计（Mixed Factorial Design）。
混合实验设计的基本方法是，首先确定实验中的被试间因素和被试内因素，将被试按被试间因素的水平数随机分组，然后，每组被试接受被试间因素的某一处理水平与被试内因素所有处理水平的结合。我们仍以两因素混合实验设计举例，表3中自变量A因素是被试间因素，有两个水平，B因素是被试内因素，有四个水平。两个因素共有2×4=8种处理水平的结合，即A1B1，A1B2，A1B3，A1B4，A2B1，A2B2，A2B3，A2B4。按照被试间因素的水平数，被试应随机分为两组，实验组1接受A1水平与B因素所有水平的结合，即A2B1，A2B2，A2B3和A2B4。 表3 两因素混合实验设计举例B因素（被试内） B1 B2 B3 B4 被试 A因素（被试间） 实验组1 A1 Y Y Y Y 实验组2 A2 Y Y Y Y 混合实验设计的基本思想是：一方面，由于有自变量成为被试内因素，每个被试接受多次实验处理，因此在一定程度上减少了被试之间个体差异可能造成的实验误差，与被试间实验设计相比，混合设计可以节省被试。另一方面，由于有自变量是被试间因素，因此不至于每个被试由于接受实验处理次数过多而造成疲劳、学习等效应。

⑤ 某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设

（1）反应物是Na₂CO₃和H₂SO₄生成物是Na₂SO₄、H₂O和CO₂用观察法配平，二氧化碳后面标猜轮上上升符号；因为该反应有气泡产生，没有气泡产生了，说明反应完了；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸气；装置D中氢氧化钠固体能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止进入C装置，影响实验结果
（3）用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体，使反应产生的二氧化碳全部被C装置吸收；
（4）氢氧化钠可以吸收二氧化碳，装置没增重说明没有吸收二氧化碳，可能原因是装置漏气，二氧化碳气体没进入到C装置
（5）由图象可以看出生成二氧化碳的质量为4.4g，
设要生成4.4g二氧化碳需要碳酸钠质量为x则：
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 44
x4.4g

106

x

＝

44

4.4g

解得X=10.6g，纯碱的纯度为=

10.6g

11g

×100%=96.4%；
（7）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，使C装置增重的质量增大，根据C装置增重的质量即为二氧化碳的质量求出的碳酸钠质量增大，因此使质量分数偏高；
故答案为：（慧简1）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；不再产生气泡为止；
（2）除去水蒸气；防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置，影响实验结果；
（穗碧信3）用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体；
（4）装置漏气，产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收
（5）①4.4g②96.4%；
（6）偏高

⑥ 两因素随机区组实验的区组如何分组

一个两因素交叉分组实验，若每一处理重复n次，全部实验共abn次（见课本9.1.1）。这abn次实验的实验条件或实验材料必须具有同质性。否则，由于实验材料或实验条件的差异所引起的误差会混杂于实验误差中，影响试验结果的可靠性。为避免这种情况的发生，与随机化完全区组的做法一样，将每一套水平组合，安排在一个区组中，n次重复构成了n个区组。这样一种设计称为两因素随机化区组设计。统计模型为：

其中ai 、bj 和(ab)ij分别为A因素、B因素和AB交互作用效应，dk 是第k区组效应。设A因素为固定因素，B和区组为随机因素，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为区组内的重复，因l = 1，这时s2无法估计（误差自由度dfe = 0）。假设区组与因素间不存在交互作用，即将上表左半部的后四行合并，作为误差估计，得到表的右半部。由均方期望可以得到检验统计量，FA = MSA / MSAB，FB = MSB / MSe，FAB = MSAB / MSe。两因素随机区组实验的方差分析与三因素交叉分组实验的方差分析程序基本相同。

例 2.13 课本上表9－11中的实验，共需32名同质受试者，因32名同质受试者很难找到，因此将实验的两个重复安排为两个区组，每一区组只要16名同质受试者即可。

解： 先创建一个名为a:\2-7data.dat的外部数据文件。SAS程序为：

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;