SPSS17_0中的正交试验设计与数据分析_朱红兵
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根据这 个 原 则，两 水 平 因 素 的 交 互 作 用 列 只 有 一 列 。 因 为 ，它 的 自 由 度 只 有 １，２ 个 ３ 水 平 因 素 的 交 互 作 用 列 有 ２ 列 ，这 是因为它的自由度为 ４，而 交 互 作 用 也 是 ３ 水 平 的，所 以，它 要 占２列。由此可得，２个ｎ 水 平 因 素 的 交 互 作 用 的 自 由 度 为 （ｎ －１）（ｎ－１），交互作用也是ｎ 水平的，因此，它要占（ｎ－１）列。 １．１．３ 因 素 和 交 互 作 用
要根据研究的成本来决定适合的 Ｌ表的选择。若试验费 用很昂贵，或试验的经费很有限，或 人 力 和 时 间 都 比 较 紧 张，则 应选试验次数少一些的 Ｌ表。 １．１．６ 修 正 水 平 数
在按原来考虑 的 因 素、水 平 和 交 互 作 用 去 选 择 正 交 表 时 ， 如无正好适用的正交表可选，则 简 便 且 可 行 的 办 法 是 适 当 修 改 原定的水平数。 １．１．７ 适 当 选 用 大 表
１ 正 交 试 验 设 计 概 要
１．１ 选 择 正 交 表 的 基 本 原 则 合适的正交表的选择取决于试验中所要考虑的影响试验
结果（试验指标）因 素 （自 变 量）的 个 数、水 平 数，以 及 是 否 要 考 虑因素间的交互作用，所以，一般 都 要 先 确 定 试 验 的 因 素、水 平 和 交 互 作 用 ，然 后 选 择 适 用 的 Ｌ 表［３］。 １．１．１ 水 平 数
选择何种类型的正交表。 首 先，要 考 虑 因 素 的 水 平 数。 如 果各因素全是２水 平，则 选 用 Ｌｎ（２ｋ）表；如 果 各 因 素 全 是 ３ 水 平，则选择 Ｌｎ（３ｋ）表。 如 果 各 因 素 的 水 平 数 不 相 同，则 选 择 适 用的混合水平表。 １．１．２ 交 互 作 用
图 １ 全面搭配法方案
正交试验设计就是在上述的实际需要中逐渐发展成熟并 在实际科研工作中被得到广泛运用的一个重要而又有效的统 计方法。正交试验设计的主要工 具 是 正 交 表，正 交 试 验 设 计 依 托正交表，根据正交性从全面试 验 中 挑 选 出 部 分 有 代 表 性 的 点
第 ２５ 卷 第 ３ 期 ／２０１３ 年 ５ 月 Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．３／Ｍａｙ ２０１３
对于如何去做试验，怎样才能 做 好 试 验 的 问 题 是 统 计 学 很 关注的一个问题。这就需要我们 在 做 具 体 的 试 验 前，首 先 要 做 好试验设计。
试验设计的一个 最 重 要 的 原 则 ：在 做 试 验 前，通 过 必 要 的 事前考虑，作出合理周密的事先 安 排，从 而 在 实 际 的 试 验 中，通 过动用最少的人力、物力、财力及 尽 可 能 短 的 时 间，以 便 用 最 少 的试验次数达到同做大量全面试验等效的结果。
选择的正交表要能容纳所考虑的因素和交互作用。为了 对试验结果进行方差分析或回 归 分 析，还 必 须 至 少 留 一 个 空 白 列 ，作 为 “误 差 ”列 ，在 极 差 分 析 中 要 作 为 “其 他 因 素 ”列 处 理 。 １．１．４ 试 验 精 度
在同水平 中 取 何 种 试 验 次 数 的 Ｌ 表，取 决 于 试 验 精 度 的 要 求。如果试验精度要求高，则宜取试验次数多的 Ｌ 表。 １．１．５ 研 究 的 成 本
ｇａｒｄｌｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｍｐａｃｔ ｉｔ ｉｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｔａ－ ｂｌｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｂｏｏｋ．Ａｐａｒｔ ｆｒｏｍ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ＳＰＳＳ１７．０ｉｓ ａ－ ｂｌｅ ｔｏ ａｐｐｌｙ ａｌｌ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔａｂｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｍｅｎｕ－Ｄａｔａ－Ｏｒｔｈｏｇｏ－ ｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ－Ｇｅｎｅｒａｔｅ，ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｕｔ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｕｓｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇ ＡＮＯ－ ＶＡ ｉｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍｕｌｔｉ－ｆａｃｔｏｒ ＡＮＯＶＡ ｉｎ ＳＰＳＳ ｗｉｔｈ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｍｐａｃｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ＳＰＳＳ １７．０，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｆｉｌｌ ｔｈｅ ｇａｐ ｉｎ ＳＰＳＳ ｔｅｘｔｂｏｏｋｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｏｒｔｓ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ；ＳＰＳＳ；ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆａｃｔｏｒ；ＡＮＯＶＡ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ；ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ
在spss170的输出结果中给出了各因素和交互作用列各水平的平均值和均数差值但它们是单独分开计算的为便于分析已将这些结果整理成表它同习惯使用的正交试验中的极差分析表相差了90平方和自由度概率值模型8473751177034351910001划臂练习0022002200100923打腿练习172231722378680038手腿配合练习1210121005530491力量练习0723072303300591划臂练习力量练习0010001000050949划臂练习手腿配合练习3423342315630266打腿练习手腿配合练习6250625028550152划臂练习力量练习0302030201380725打腿练习力量练习2704027040123530017手腿配合练习力量练习1563156307140437误差109452189总计85832016中的极差列可见各行的极差是不同的这说明各因素的水平改变时对试验指标的影响是不同的
在用三因素有交互作用的 方 差 分 析 来 研 究 运 动 强 度 、运 动 量和运动持续的时间对运动成 绩 的 影 响 时，对 影 响 运 动 成 绩 的 ３ 个 因 素 各 按 ３ 个 水 平 进 行 试 验 ，见 表１。 如 果 进 行 全 面 搭 配 法 方案安排试验，此 方 案 数 据 点 分 布 的 均 匀 性 极 好 ，因 素 和 水 平 的 搭 配 十 分 全 面 ，唯 一 的 缺 点 是 试 验 次 数 较 多 ，为 ３３ ×２＝５４ 次 （指数３代表３个因素，底数 ３ 代 表 每 因 素 有 ３ 个 水 平，× 后 面 的２，表示重复一次试 验 ），如 图 １ 所 示。 因 素、水 平 数 愈 多，则 试 验 次 数 就 愈 多 ［１］。 例 如 ，作 一 个５ 因 素３ 水 平 的 不 重 复 试 验 ， 就 需 要 ３５ ＝２４３ 次 试 验 。 试 验 次 数 越 多 ，就 需 要 更 多 的 人 力 、物 力和财力作保证，而 且 需 要 占 用 更 多 的 时 间，这 显 然 是 十 分 困 难的。有时由于所 需 的 时 间 太 长，使 试 验 的 条 件 发 生 改 变 ，还 会导致试验失败，即 使 试 验 有 了 结 果，但 对 运 动 训 练 的 实 际 指 导意义也可能已 经 不 太 大 了；因 此，需 要 寻 找 一 种 合 适 的 试 验 设计方法。
先根据研究课题来确定研究 目 的，再 从 专 业 的 角 度 在 众 多 影响研究目的的因素中找出几 个 主 要 影 响 因 素，根 据 研 究 精 度 的要求和课题经费的情况确定 因 素 的 水 平，一 般 在 条 件 允 许 的 前提下，主要影响 因 素 的 水 平 可 以 分 得 多 一 些，同 时 还 将 确 定 最能反映试验目的的测试指标，以 便 通 过 对 试 验 结 果 的 分 析 找 出 主 、次 影 响 因 素 。 １．２．２ 作３
体育与运动科学
首 都 体 育 学 院 学 报
第 ２５ 卷
进行试验，这些有 代 表 性 的 点 具 备 了 “均 匀 分 散，齐 整 可 比 ”的 特 点 ，正 交 试 验 设 计 是 分 式 析 因 设 计 的 主 要 方 法 ［２］。
如何系统地使用 ＳＰＳＳ的 整 体 功 能 来 进 行 正 交 试 验 设 计 和 分析，尚未 有 这 方 面 的 论 述；因 此，本 文 将 对 在 ＳＰＳＳ１７．０（汉 化 版）中实现正交试验设计并 进 行 分 析 讨 论，以 便 起 到 抛 砖 引 玉 的 作用。
统计方法的电算化实 现；席 凯 强 （１９６１—），男，河 南 人，硕 士， 副 教 授 ，研 究 方 向 为 体 育 教 育 训 练 学 。 作者单位：首都体育学院，北京 １００１９１ Ｃａｐｉｔａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｏｒｔｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ， Ｐ．Ｒ．Ｃ．１００１９１．
在对某些因素间的交互作用的影响是否确实存在没有把 握的情况下，如果条件许可，则应 尽 量 选 用 大 表，让 影 响 存 在 的
２８ ４
第 ２５ 卷 第 ３ 期 ／２０１３ 年 ５ 月 Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．３／Ｍａｙ２０１３
可能性较大的因素和交互作用 各 占 适 当 的 列，在 用 方 差 分 析 进 行显著性检验时，就可得出结 论。 这 样 既 不 增 加 太 多 试 验 的 工 作 量 ，又 不 致 于 漏 掉 重 要 的 信 息 。 １．２ 正 交 试 验 设 计 的 基 本 步 骤 １．２．１ 根 据 研 究 目 的 设 计 试 验 因 素 和 试 验 指 标
两因素的交互作 用 至 少 要 占 １ 列，究 竟 占 几 列，这 同 产 生 交互作用的因素的自由度有关。所谓自由度是指独立数据或 变量的个数。 在 正 交 表 中，可 根 据 以 下 ２ 条 原 则 来 确 定 自 由 度。１）正交表每列的自 由 度 等 于 各 列 的 水 平 数 减 １，由 于 因 素 和列是等同的，从而每个因素的 自 由 度 等 于 该 因 素 的 水 平 数 减 １；２）两因素 交 互 作 用 的 自 由 度 等 于 两 因 素 自 由 度 的 乘 积 ，即 ｆＡ×Ｂ ＝ ｆＡ ×ｆＢ 。
水平
１ ２ ３
因素 符号
表 １ 因素水平
运动持续时间／ｍｉｎ 运动量／ｍ
Ｔ Ｔ１（１００ ） Ｔ２（１５０） Ｔ３（２００）
ｐ ｐ１（４×１００） ｐ２（５×１００） ｐ３（６×１００）
运 动 强 度／ｓ
ｍ ｍ１（１１．０） ｍ２（１０．８） ｍ３（１０．５）
收 稿 日 期 ：２０１０－１２－３１ 作者简介：朱红兵（１９６４—），男，江 苏 人，学 士，副 教 授，研 究 方 向 为 体 育
ＳＰＳＳ １７．０中的正交试验设计与数据分析
Ｔｈｅ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ＳＰＳＳ１７．０ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ
朱 红 兵 ，席 凯 强 ＺＨＵ Ｈｏｎｇｂｉｎｇ，ＸＩ Ｋａｉｑｉａｎｇ
摘 要：在 ＳＰＳＳ １７．０中如何正确实现正交试验设计及其数据分析有着十分重要的现实 意 义，用 实 证 对 比研究方法发现，除考虑交互作用时，需用正交试验 设 计 书 中 的 正 交 设 计 表 来 安 排 试 验，确 定 试 验 次 数
外，其余工作均可在 ＳＰＳＳ １７．０中完成，即 可 以 利 用 数 据 菜 单 中 正 交 设 计 过 程 里 的 生 成 程 序 产 生 正 交 表，用显示 程 序 打 印 正 交 设 计 方 案，再 用 ＳＰＳＳ中 多 因 素 方 差 分 析 的 方 法 来 完 成 正 交 试 验 设 计 的 方 差 分 析，同时可考虑交互作用；因此，在 ＳＰＳＳ １７．０中是可以实现正交试验设计及对试验结果 进 行 分 析 的，它 填补了 ＳＰＳＳ教材中的一个空白。 关 键 词 ：体 育 统 计 ；ＳＰＳＳ；多 因 素 ；方 差 分 析 ；正 交 试 验 设 计 ；数 据 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｇ ８０－３２ 文 章 编 号 ：１００９－７８３Ｘ（２０１３）０３－０２８３－０６ 文 献 标 志 码 ：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｈａｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅ－ ｓｉｇｎ ｉｎ ＳＰＳＳ １７．０ａｎｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅａｌ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｒｅ－
要根据研究的成本来决定适合的 Ｌ表的选择。若试验费 用很昂贵，或试验的经费很有限，或 人 力 和 时 间 都 比 较 紧 张，则 应选试验次数少一些的 Ｌ表。 １．１．６ 修 正 水 平 数
在按原来考虑 的 因 素、水 平 和 交 互 作 用 去 选 择 正 交 表 时 ， 如无正好适用的正交表可选，则 简 便 且 可 行 的 办 法 是 适 当 修 改 原定的水平数。 １．１．７ 适 当 选 用 大 表
１ 正 交 试 验 设 计 概 要
１．１ 选 择 正 交 表 的 基 本 原 则 合适的正交表的选择取决于试验中所要考虑的影响试验
结果（试验指标）因 素 （自 变 量）的 个 数、水 平 数，以 及 是 否 要 考 虑因素间的交互作用，所以，一般 都 要 先 确 定 试 验 的 因 素、水 平 和 交 互 作 用 ，然 后 选 择 适 用 的 Ｌ 表［３］。 １．１．１ 水 平 数
选择何种类型的正交表。 首 先，要 考 虑 因 素 的 水 平 数。 如 果各因素全是２水 平，则 选 用 Ｌｎ（２ｋ）表；如 果 各 因 素 全 是 ３ 水 平，则选择 Ｌｎ（３ｋ）表。 如 果 各 因 素 的 水 平 数 不 相 同，则 选 择 适 用的混合水平表。 １．１．２ 交 互 作 用
图 １ 全面搭配法方案
正交试验设计就是在上述的实际需要中逐渐发展成熟并 在实际科研工作中被得到广泛运用的一个重要而又有效的统 计方法。正交试验设计的主要工 具 是 正 交 表，正 交 试 验 设 计 依 托正交表，根据正交性从全面试 验 中 挑 选 出 部 分 有 代 表 性 的 点
第 ２５ 卷 第 ３ 期 ／２０１３ 年 ５ 月 Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．３／Ｍａｙ ２０１３
对于如何去做试验，怎样才能 做 好 试 验 的 问 题 是 统 计 学 很 关注的一个问题。这就需要我们 在 做 具 体 的 试 验 前，首 先 要 做 好试验设计。
试验设计的一个 最 重 要 的 原 则 ：在 做 试 验 前，通 过 必 要 的 事前考虑，作出合理周密的事先 安 排，从 而 在 实 际 的 试 验 中，通 过动用最少的人力、物力、财力及 尽 可 能 短 的 时 间，以 便 用 最 少 的试验次数达到同做大量全面试验等效的结果。
选择的正交表要能容纳所考虑的因素和交互作用。为了 对试验结果进行方差分析或回 归 分 析，还 必 须 至 少 留 一 个 空 白 列 ，作 为 “误 差 ”列 ，在 极 差 分 析 中 要 作 为 “其 他 因 素 ”列 处 理 。 １．１．４ 试 验 精 度
在同水平 中 取 何 种 试 验 次 数 的 Ｌ 表，取 决 于 试 验 精 度 的 要 求。如果试验精度要求高，则宜取试验次数多的 Ｌ 表。 １．１．５ 研 究 的 成 本
ｇａｒｄｌｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｍｐａｃｔ ｉｔ ｉｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｔａ－ ｂｌｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｂｏｏｋ．Ａｐａｒｔ ｆｒｏｍ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ＳＰＳＳ１７．０ｉｓ ａ－ ｂｌｅ ｔｏ ａｐｐｌｙ ａｌｌ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔａｂｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｍｅｎｕ－Ｄａｔａ－Ｏｒｔｈｏｇｏ－ ｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ－Ｇｅｎｅｒａｔｅ，ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｕｔ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｕｓｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇ ＡＮＯ－ ＶＡ ｉｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍｕｌｔｉ－ｆａｃｔｏｒ ＡＮＯＶＡ ｉｎ ＳＰＳＳ ｗｉｔｈ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｉｍｐａｃｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ＳＰＳＳ １７．０，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｆｉｌｌ ｔｈｅ ｇａｐ ｉｎ ＳＰＳＳ ｔｅｘｔｂｏｏｋｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｏｒｔｓ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ；ＳＰＳＳ；ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆａｃｔｏｒ；ＡＮＯＶＡ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ；ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ
在spss170的输出结果中给出了各因素和交互作用列各水平的平均值和均数差值但它们是单独分开计算的为便于分析已将这些结果整理成表它同习惯使用的正交试验中的极差分析表相差了90平方和自由度概率值模型8473751177034351910001划臂练习0022002200100923打腿练习172231722378680038手腿配合练习1210121005530491力量练习0723072303300591划臂练习力量练习0010001000050949划臂练习手腿配合练习3423342315630266打腿练习手腿配合练习6250625028550152划臂练习力量练习0302030201380725打腿练习力量练习2704027040123530017手腿配合练习力量练习1563156307140437误差109452189总计85832016中的极差列可见各行的极差是不同的这说明各因素的水平改变时对试验指标的影响是不同的
在用三因素有交互作用的 方 差 分 析 来 研 究 运 动 强 度 、运 动 量和运动持续的时间对运动成 绩 的 影 响 时，对 影 响 运 动 成 绩 的 ３ 个 因 素 各 按 ３ 个 水 平 进 行 试 验 ，见 表１。 如 果 进 行 全 面 搭 配 法 方案安排试验，此 方 案 数 据 点 分 布 的 均 匀 性 极 好 ，因 素 和 水 平 的 搭 配 十 分 全 面 ，唯 一 的 缺 点 是 试 验 次 数 较 多 ，为 ３３ ×２＝５４ 次 （指数３代表３个因素，底数 ３ 代 表 每 因 素 有 ３ 个 水 平，× 后 面 的２，表示重复一次试 验 ），如 图 １ 所 示。 因 素、水 平 数 愈 多，则 试 验 次 数 就 愈 多 ［１］。 例 如 ，作 一 个５ 因 素３ 水 平 的 不 重 复 试 验 ， 就 需 要 ３５ ＝２４３ 次 试 验 。 试 验 次 数 越 多 ，就 需 要 更 多 的 人 力 、物 力和财力作保证，而 且 需 要 占 用 更 多 的 时 间，这 显 然 是 十 分 困 难的。有时由于所 需 的 时 间 太 长，使 试 验 的 条 件 发 生 改 变 ，还 会导致试验失败，即 使 试 验 有 了 结 果，但 对 运 动 训 练 的 实 际 指 导意义也可能已 经 不 太 大 了；因 此，需 要 寻 找 一 种 合 适 的 试 验 设计方法。
先根据研究课题来确定研究 目 的，再 从 专 业 的 角 度 在 众 多 影响研究目的的因素中找出几 个 主 要 影 响 因 素，根 据 研 究 精 度 的要求和课题经费的情况确定 因 素 的 水 平，一 般 在 条 件 允 许 的 前提下，主要影响 因 素 的 水 平 可 以 分 得 多 一 些，同 时 还 将 确 定 最能反映试验目的的测试指标，以 便 通 过 对 试 验 结 果 的 分 析 找 出 主 、次 影 响 因 素 。 １．２．２ 作３
体育与运动科学
首 都 体 育 学 院 学 报
第 ２５ 卷
进行试验，这些有 代 表 性 的 点 具 备 了 “均 匀 分 散，齐 整 可 比 ”的 特 点 ，正 交 试 验 设 计 是 分 式 析 因 设 计 的 主 要 方 法 ［２］。
如何系统地使用 ＳＰＳＳ的 整 体 功 能 来 进 行 正 交 试 验 设 计 和 分析，尚未 有 这 方 面 的 论 述；因 此，本 文 将 对 在 ＳＰＳＳ１７．０（汉 化 版）中实现正交试验设计并 进 行 分 析 讨 论，以 便 起 到 抛 砖 引 玉 的 作用。
统计方法的电算化实 现；席 凯 强 （１９６１—），男，河 南 人，硕 士， 副 教 授 ，研 究 方 向 为 体 育 教 育 训 练 学 。 作者单位：首都体育学院，北京 １００１９１ Ｃａｐｉｔａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｏｒｔｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ， Ｐ．Ｒ．Ｃ．１００１９１．
在对某些因素间的交互作用的影响是否确实存在没有把 握的情况下，如果条件许可，则应 尽 量 选 用 大 表，让 影 响 存 在 的
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第 ２５ 卷 第 ３ 期 ／２０１３ 年 ５ 月 Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．３／Ｍａｙ２０１３
可能性较大的因素和交互作用 各 占 适 当 的 列，在 用 方 差 分 析 进 行显著性检验时，就可得出结 论。 这 样 既 不 增 加 太 多 试 验 的 工 作 量 ，又 不 致 于 漏 掉 重 要 的 信 息 。 １．２ 正 交 试 验 设 计 的 基 本 步 骤 １．２．１ 根 据 研 究 目 的 设 计 试 验 因 素 和 试 验 指 标
两因素的交互作 用 至 少 要 占 １ 列，究 竟 占 几 列，这 同 产 生 交互作用的因素的自由度有关。所谓自由度是指独立数据或 变量的个数。 在 正 交 表 中，可 根 据 以 下 ２ 条 原 则 来 确 定 自 由 度。１）正交表每列的自 由 度 等 于 各 列 的 水 平 数 减 １，由 于 因 素 和列是等同的，从而每个因素的 自 由 度 等 于 该 因 素 的 水 平 数 减 １；２）两因素 交 互 作 用 的 自 由 度 等 于 两 因 素 自 由 度 的 乘 积 ，即 ｆＡ×Ｂ ＝ ｆＡ ×ｆＢ 。
水平
１ ２ ３
因素 符号
表 １ 因素水平
运动持续时间／ｍｉｎ 运动量／ｍ
Ｔ Ｔ１（１００ ） Ｔ２（１５０） Ｔ３（２００）
ｐ ｐ１（４×１００） ｐ２（５×１００） ｐ３（６×１００）
运 动 强 度／ｓ
ｍ ｍ１（１１．０） ｍ２（１０．８） ｍ３（１０．５）
收 稿 日 期 ：２０１０－１２－３１ 作者简介：朱红兵（１９６４—），男，江 苏 人，学 士，副 教 授，研 究 方 向 为 体 育
ＳＰＳＳ １７．０中的正交试验设计与数据分析
Ｔｈｅ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ＳＰＳＳ１７．０ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ
朱 红 兵 ，席 凯 强 ＺＨＵ Ｈｏｎｇｂｉｎｇ，ＸＩ Ｋａｉｑｉａｎｇ
摘 要：在 ＳＰＳＳ １７．０中如何正确实现正交试验设计及其数据分析有着十分重要的现实 意 义，用 实 证 对 比研究方法发现，除考虑交互作用时，需用正交试验 设 计 书 中 的 正 交 设 计 表 来 安 排 试 验，确 定 试 验 次 数
外，其余工作均可在 ＳＰＳＳ １７．０中完成，即 可 以 利 用 数 据 菜 单 中 正 交 设 计 过 程 里 的 生 成 程 序 产 生 正 交 表，用显示 程 序 打 印 正 交 设 计 方 案，再 用 ＳＰＳＳ中 多 因 素 方 差 分 析 的 方 法 来 完 成 正 交 试 验 设 计 的 方 差 分 析，同时可考虑交互作用；因此，在 ＳＰＳＳ １７．０中是可以实现正交试验设计及对试验结果 进 行 分 析 的，它 填补了 ＳＰＳＳ教材中的一个空白。 关 键 词 ：体 育 统 计 ；ＳＰＳＳ；多 因 素 ；方 差 分 析 ；正 交 试 验 设 计 ；数 据 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｇ ８０－３２ 文 章 编 号 ：１００９－７８３Ｘ（２０１３）０３－０２８３－０６ 文 献 标 志 码 ：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｈａｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅ－ ｓｉｇｎ ｉｎ ＳＰＳＳ １７．０ａｎｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅａｌ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｒｅ－