单因素实验设计说明
单因素实验设计及结果分析
单因素实验设计及结果分析实验设计是科学研究中至关重要的一部分，它帮助研究者确定实验的目的、方法和结果的解释。
在本文中，我们将探讨单因素实验设计及其结果分析方法。
单因素实验设计在科学研究和统计分析中被广泛应用，它可以帮助我们了解一个因素对实验结果的影响。
单因素实验设计是指在一个实验中，研究者只改变一个因素（独立变量），并观察这个因素对实验结果（依赖变量）的影响。
这种实验设计有助于我们分析变量之间的因果关系。
下面将介绍一些常见的单因素实验设计及其结果分析方法。
1. 随机分组设计：这是一种常见的单因素实验设计方法。
研究者通过随机将被试分为实验组和对照组，实验组接受独立变量的处理，而对照组则不接受处理。
比较两组的实验结果，可以得出独立变量对实验结果的影响。
2. 重复测量设计：这种设计方法适用于需要连续观察同一组被试的实验。
研究者在不同时间点对被试进行多次测量，比较测量结果的差异，以确定独立变量对实验结果的影响。
3. 配对设计：配对设计适用于需要考虑个体差异的实验。
在这种设计中，被试会与其他被试进行配对，以使每对配对中的两个被试在某些重要特征上相似。
然后，每对配对中的一名被试接受独立变量的处理，而另一名被试作为对照。
结果的分析是单因素实验中不可或缺的一部分。
下面将介绍一些常见的对实验结果进行分析的统计方法。
1. 描述统计分析：描述统计分析是对数据进行总结和描述的方法。
通过计算均值、标准差、百分位数等参数，我们可以对实验结果的整体特征进行描述。
2. 方差分析：方差分析是一种用于比较不同组之间差异的方法。
通过计算组间方差和组内方差之间的比值，我们可以确定独立变量对实验结果是否有显著影响。
3. T检验：T检验是一种用于比较两组均值差异是否显著的方法。
在单因素实验中，可以使用独立样本T检验（用于比较不同组）或配对样本T检验（用于比较同一组在不同条件下的均值）。
4. 相关分析：当我们需要研究两个变量之间的关系时，可以使用相关分析。
第 讲单因素实验设计
高照明度 中等照明度
低照明度
组X
X
组Y
Y
组Z
Z
目录
原始数据表如下：
姓名
1 张明 ……
30 刘修 31 刘冬
…… 60 黄卫 61 李家
…… 90 张岩
组别（V1）
工作效率（V2）
高（照明度） 56
高
67
中等
53
中等
61
低
45
低
68
目录
不同照明条件对工作效率影响研究的统计分析：
不同照明条件下工作效率比较
如果水平数为2，则进行 independent samples T test; 如果水平数大于2，则进行完全随机的方差分析： analyze— compare means—One-Way ANOVA
(3目) 录两个处理水平的单因素完全随机设计举例
不同照明条件对工作效率的影响研究
研究2种照明条件下工人车零件的效率。被试60人，随机分 为2组，每组30人，每组被试分别接受1种处理，见下表：
高照明度
低照明度
组X
X
组Y
Y
目录
不同照明条件对工作效率的影响研究：
原始数据表
姓名
组别（V1）
工作效率（V2）
1 张明 ……
29 刘修
30 刘冬
31 黄卫
32 李家 ……
60 张岩
高（照明度） 56
高
67
高
53
低
61
低
45
低
68
目录
不同照明条件对工作效率影响研究的统计分析：
表1 不同照明条件下工作效率比较
目录
-- 基本方法：首先将被试在无关变量上进行匹配，并区分为 不同的组别（每一区组内的被试在无关变量上相似，不同区 组的被试在无关变量上不同），然后把各区组的被试随机分 配给自变量的各个水平，每个被试只接受一个水平的处理。
第5讲_单因素实验设计说明
目录
<3> 应用举例
研究题目：文章的生字密度对学生阅读理解的影响. 研究假设：阅读理解随着生字密度的增加而下降. 实验变量：自变量——生字密度,含有4个水平〔5：1、10：1、
15：1、20：1； 因变量——阅读测验的分数； 无关变量——被试的智力水平.
区组的个数根据控制无关变量的需要,每一区组内被试的 个数为多少？？
目录
– 误差控制：区组法〔无关变量纳入法.通过统计处理,分离出 由无关变量引起的变异,使它不出现在处理效应和误差变异中, 从而提高方差分析的灵敏度.
目录
– 实验设计模型：Yij = μ+αj+πi +εi<j>
–
<i=1,2,......,n; j=1,2,......,p>
目录
① 随机实验组控制组前测后测设计----应用举例
• 研究目的：通过一系列教学程序和方法的训练,来培养学 生根据报纸标题预测所报道内容的能力. • 随机选取了46名8年级的学生,并随机将他们分为两组,随 机选择其中一个组为实验组,接受标题阅读教学,而另一个组 为控制组,仍接受常规阅读教学.
目录
Yijkl 表示被试i在处理水平j上的分数,μ表示总体平均 数,αj表示水平j 的处理效应；βk 表示无关变量B的效 应,γl 表示无关变量C的效应, ε pooled 表示误差变异.
总变异组成：实验处理A引起的变异；无关变量B、C引起的变 异；误差引起的变异.
目录
平方和分解：
SST = SSA + SSB + SSC + SSE SST是总平方和; SSA是因素A〔实验处理的效应平方和； SSB是无关变量B的效应平方和； SSC是无关变量C的效应 平方和； SSE是误差平方和.
单因素双因素实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断进步，实验研究在各个领域都发挥着重要作用。
本实验旨在通过单因素和双因素实验设计，探究不同因素对实验结果的影响，并分析这些因素之间的交互作用。
实验过程中，我们将运用统计学方法对数据进行分析，得出科学的结论。
二、实验材料与方法1. 实验材料：- 实验对象：某品牌手机- 实验因素：屏幕尺寸、内存容量、处理器性能- 因变量：用户体验满意度2. 实验方法：（1）单因素实验：- 首先，我们将手机分为三组，分别对应屏幕尺寸为5英寸、6英寸和7英寸。
- 然后，邀请相同数量的测试者分别使用这三组手机，填写用户体验满意度调查问卷。
- 对比三组数据，分析屏幕尺寸对用户体验满意度的影响。
（2）双因素实验：- 将手机分为九组，每组包含不同的屏幕尺寸和内存容量组合（5英寸/4GB、5英寸/6GB、5英寸/8GB、6英寸/4GB、6英寸/6GB、6英寸/8GB、7英寸/4GB、7英寸/6GB、7英寸/8GB）。
- 邀请相同数量的测试者分别使用这九组手机，填写用户体验满意度调查问卷。
- 对比九组数据，分析屏幕尺寸和内存容量对用户体验满意度的共同影响。
（3）数据处理：- 收集问卷数据后，利用统计学软件对数据进行整理和分析。
- 运用方差分析等方法，分析不同因素对用户体验满意度的影响及其交互作用。
三、实验结果与分析1. 单因素实验结果：- 通过方差分析，我们发现屏幕尺寸对用户体验满意度有显著影响（F=6.23，p<0.05）。
- 具体来说，屏幕尺寸为6英寸的手机在用户体验满意度方面表现最佳，而7英寸的手机在用户体验满意度方面表现最差。
2. 双因素实验结果：- 通过方差分析，我们发现屏幕尺寸和内存容量对用户体验满意度有显著影响（F=4.12，p<0.05）。
- 在交互作用方面，屏幕尺寸和内存容量的组合对用户体验满意度也有显著影响（F=3.89，p<0.05）。
- 具体来说，5英寸/8GB、6英寸/6GB和7英寸/4GB这三组手机在用户体验满意度方面表现最佳。
催化剂单因素实验设计
催化剂单因素实验设计【原创实用版】目录1.催化剂单因素实验设计的概念2.催化剂单因素实验设计的步骤3.催化剂单因素实验设计的注意事项4.催化剂单因素实验设计的应用案例正文一、催化剂单因素实验设计的概念催化剂单因素实验设计是一种实验方法，用于研究催化剂对化学反应速率的影响。
在实验过程中，只改变催化剂这一个因素，其他条件保持不变，以便观察催化剂对反应速率的影响。
这种方法可以有效地筛选出优良的催化剂，为进一步优化反应过程提供依据。
二、催化剂单因素实验设计的步骤1.确定实验目的：明确实验的研究目标，例如筛选出具有较高催化活性的催化剂。
2.选择催化剂：根据实验目的，挑选出可能对反应速率有影响的催化剂。
3.设计实验方案：确定实验中所需的其他条件，如反应物浓度、温度、压力等，并保持这些条件不变。
4.进行实验：在实验中，分别使用不同的催化剂进行反应，观察并记录反应速率。
5.数据处理与分析：将实验数据进行整理，分析催化剂对反应速率的影响。
6.结果讨论：根据实验结果，讨论催化剂对反应速率的影响，并提出可能的原因。
7.实验总结：总结实验结果，为后续实验或生产提供参考。
三、催化剂单因素实验设计的注意事项1.确保实验条件的一致性：在进行实验时，应尽量确保除催化剂以外的其他条件保持一致，以消除其他因素对实验结果的影响。
2.选择合适的催化剂：根据实验目的，选择具有代表性的催化剂进行实验。
3.合理设置实验组与对照组：在实验中，应设置实验组（使用催化剂）与对照组（不使用催化剂），以便对比观察催化剂对反应速率的影响。
4.确保实验数据的准确性：在实验过程中，应仔细观察并记录实验数据，确保数据的准确性。
四、催化剂单因素实验设计的应用案例在某新型催化剂的研发过程中，研究人员采用催化剂单因素实验设计方法，分别选用不同的催化剂进行反应，观察并记录反应速率。
通过数据处理与分析，发现其中一种催化剂具有较高的催化活性。
单因素实验设计
单因素实验设计单因素实验设计是指在实验中只有一个研究因素，即研究者只分析一个因素对效应指标的作用，但单因素实验设计并不是意味着该实验中只有一个因素与效应指标有关联。
单因素实验设计的主要目标之一就是如何控制混杂因素对研究结果的影响。
常用的控制混杂因素的方法有完全随机设计、随机区组设计和拉丁方设计等。
一、完全随机设计1.概念与特点又称单因素设计或成组设计，是医学科研中最常用的一种研究设计方法，它是将同质的受试对象随机地分配到各处理组进行实验观察，或从不同总体中随机抽样进行对比研究。
该设计适用面广，不受组数的限制，且各组的样本含量可以相等，也可以不相等，但在总体样本量不变的情况下，各组样本量相同时的设计效率最高。
例如：为了研究煤矿粉尘作业环境对尘肺的影响，将18只大鼠随机分到甲、乙、丙3组，每组6只，分别在地面办公楼、煤炭仓库和矿井下染尘，12周后测量大鼠全肺湿重（g），通过评价不同环境下大鼠全肺平均湿重推断煤矿粉尘对作用尘肺的影响，具体的随机分组可以如下实施：第一步：将18只大鼠编号：1，2，3， (18)第二步：可任意设置种子数，但应作为实验档案记录保存（本例设置spss11.0软件的种子数为200）；第三步：用计算机软件一次产生18个随机数，每个随意数对应一只老鼠（本例用spss11.0软件采用均匀分布最大值为18时产成的18个随机数）；第四步：最小的6个随机数对应编号的大鼠为甲组，排序后的第7个至第12个随机数随因编号为乙组，最大的6个随机数对应编号的大鼠为丙组（结果见表1）。
表1 分配结果编号 1 2 3 4 5 6 7 8 93.75 8.75 16.29 11.12 5.49 3.98 13.64 16.71 1.69随机数组别甲乙丙乙乙甲丙丙甲编号10 11 12 13 14 15 16 17 1813.62 16.36 2.12 4.74 11.54 3.98 0.13 17.35 16.38 随机数组别丙丙甲乙乙甲甲丙丙2.随机数的产生方法（1）随机数字表：如附表13（马斌荣，医学统计学，第4版），这是一个由0～9十个数字组成60行25列的数字表。
单因素实验方案设计
单因素实验方案设计那咱就以“探究不同肥料对盆栽小番茄生长的影响”为例，设计一个单因素实验方案哈。
一、实验标题。
“肥料对对碰：哪种肥料让小番茄长得更棒？”二、实验目的。
咱就想知道不同的肥料施在盆栽小番茄上，会对小番茄的生长有啥不一样的影响。
像个头啊、果实产量啊、叶子颜色这些方面会有啥差别。
三、实验材料。
1. 小番茄苗。
去花卉市场或者找个靠谱的种苗基地，挑那种健康、长得差不多高（大概10 15厘米左右）的小番茄苗，咱一共准备30棵，这样样本数量也还可以，能说明点问题。
2. 肥料。
选择三种不同的肥料。
第一种呢，是传统的有机肥，就那种腐熟的鸡粪肥，这可是纯天然的好东西。
第二种，是普通的复合肥，市面上常见的那种氮磷钾配比合适的。
第三种，咱来个新型的液体肥，说是有各种微量元素啥的。
3. 花盆和土壤。
准备30个差不多大小的花盆，别太大也别太小，直径大概20 25厘米就成。
然后装上一样的土，这土呢，就从同一个花池里挖出来的营养土，保证土质基本一致。
4. 其他工具。
小铲子，用来种小番茄苗和施肥的时候翻翻土；浇水壶，用来给小番茄浇水。
四、实验方法。
1. 分组。
把这30棵小番茄苗随机分成三组，每组10棵。
就像分糖果一样，随便抓，抓到哪棵算哪棵进哪个组。
这三组呢，第一组是有机肥组，第二组是复合肥组，第三组是液体肥组。
2. 种植和施肥。
先把小番茄苗种到花盆里，种的时候小心点，别伤着根了。
种好之后，给每个花盆做个小标记，写上是哪个组的。
施肥呢，按照肥料的说明书来。
有机肥组呢，每个花盆里先施上大概100克的有机肥，把它和土拌匀了再种小番茄苗。
复合肥组，按照说明，每盆施5克左右的复合肥，也是和土拌匀。
液体肥组呢，按照稀释比例配好溶液，然后每盆浇上大概200毫升的液体肥溶液。
3. 日常养护。
把这30盆小番茄都放在一个光照比较充足的地方，比如说朝南的阳台或者院子里。
每天早上给它们浇一样多的水，大概每盆200 300毫升，具体看土壤的干湿情况。
单因素实验设计
单因素试验设计是指只有一个因素（或仅考查一个因素）对试验指标构成影响的试验。
单因素试验设计要求对试验水平进行布局和优化，是一种水平试验设计。
单因素试验设计方法可分为两类：同时试验设计和序贯试验设计。
同时试验设计就是一次给出全部试验水平，一次完成全部试验并得到最佳试验结果，如穷举试验设计。
序贯试验设计要求分批进行试验，后批试验需根据前批试验结果进一步优化后序贯进行，直到获取最佳试验结果，如平分试验设计、黄金分割试验设计。
一、试验范围与试验精度（一）试验范围试验范围指试验水平的范围。
试验设计时需预先确定试验范围，一般采用两种方法：○1经验估计。
可凭经验估计试验范围，并在试验过程中作调整。
○2预先试验。
要求在较大范围内进行探索，通过试验逐步缩小范围。
（二）试验间隔与试验精度试验间隔是指试验水平的间距，试验精度是指试验结果逼近最佳水平的程度。
显然，试验间隔与试验精度是一对矛盾，试验间隔越大，试验精度越低。
在保证试验精度的条件下，试验水平变化而引起的试验结果变动必须显著地超过试验误差。
（三）试验顺序在确定试验顺序时，往往习惯于按照试验水平高低依次做试验。
这样，随着试验的进行，有些因素会发生缓慢变化甚至影响试验结果。
因此，正确的做法是采用随机化方法来确定试验顺序。
在试验工作量较少或者试验准确度要求较低时，也可以采用按水平高低或者选取中间试验点的方法来进行试验排序。
需强调指出，以上不仅对单因素试验设计，而且对所有试验设计方法都适用。
二、单因素试验设计（一）平分试验设计平分试验设计就是平分试验范围，把其中间点作为新试验点，然后不断缩小试验范围直到找到最佳条件。
当试验结果呈单向变化时，也就是说最佳试验点只可能在试验中间点的一侧，可采用平分试验设计。
该方法简便易行，但要注意单向性特征。
（二）穷举试验设计与均分试验设计穷举试验设计是将所有可能的试验点在一批试验中全部进行试验。
均分试验设计是根据试验精度要求，均分整个试验范围以获得所有试验点。
单因素实验设计
单因素实验设计单因素实验设计是指在实验中只有一个研究因素，即研究者只分析一个因素对效应指标的作用，但单因素实验设计并不是意味着该实验中只有一个因素与效应指标有关联。
单因素实验设计的主要目标之一就是如何控制混杂因素对研究结果的影响。
常用的控制混杂因素的方法有完全随机设计、随机区组设计和拉丁方设计等。
一、完全随机设计1.概念与特点又称单因素设计或成组设计，是医学科研中最常用的一种研究设计方法，它是将同质的受试对象随机地分配到各处理组进行实验观察，或从不同总体中随机抽样进行对比研究。
该设计适用面广，不受组数的限制，且各组的样本含量可以相等，也可以不相等，但在总体样本量不变的情况下，各组样本量相同时的设计效率最高。
例如：为了研究煤矿粉尘作业环境对尘肺的影响，将18只大鼠随机分到甲、乙、丙3组，每组6只，分别在地面办公楼、煤炭仓库和矿井下染尘，12周后测量大鼠全肺湿重（g），通过评价不同环境下大鼠全肺平均湿重推断煤矿粉尘对作用尘肺的影响，具体的随机分组可以如下实施：第一步：将18只大鼠编号：1，2，3， (18)第二步：可任意设置种子数，但应作为实验档案记录保存（本例设置spss11.0软件的种子数为200）；第三步：用计算机软件一次产生18个随机数，每个随意数对应一只老鼠（本例用spss11.0软件采用均匀分布最大值为18时产成的18个随机数）；第四步：最小的6个随机数对应编号的大鼠为甲组，排序后的第7个至第12个随机数随因编号为乙组，最大的6个随机数对应编号的大鼠为丙组（结果见表1）。
表1 分配结果编号 1 2 3 4 5 6 7 8 93.75 8.75 16.29 11.12 5.49 3.98 13.64 16.71 1.69随机数组别甲乙丙乙乙甲丙丙甲编号10 11 12 13 14 15 16 17 1813.62 16.36 2.12 4.74 11.54 3.98 0.13 17.35 16.38 随机数组别丙丙甲乙乙甲甲丙丙2.随机数的产生方法（1）随机数字表：如附表13（马斌荣，医学统计学，第4版），这是一个由0～9十个数字组成60行25列的数字表。
单因素实验设计
3）分数法具体作法
• 分两种情况
① 所有可能进行的实验总次数 m=Fn-1 时，即 m 正好 与 Fibonacci 数列中某数减一相一致时。
则 前 两 个 实 验 点 分 别 放 在 Fn-1 和 Fn-2 位 置 上
Fn1 Fn2
（ Fn + Fn =1）
例：在配制某种清洗液时，要优选某材料的加入量 P， 实验范围 2%~13%，变为 1%为一个实验点。
电解温度 x
65
74
80
电解率(%) y 94.3
98.9 81.5
其中,74度结果较好，但是，74是不是最佳温 度？我们可以采用两种方案：
方案一：在74度附近逐点做实验，如：70， 71，72，显然太费时间
方案二：根据试验结果呈抛物线特点，可以 预先拟合为：
y ax2 bx c
根据条件二，可以获得如下方程
af ac ad ad ad ab
或 2 1
联列条件一、二的方程可得
2 1 0
解得： 5 1 0.618； 2 0.382
2
0.618法一般步骤
确定实验范围（在一般情况下，通过预实验 或其它先验信息，确定了实验范围[a，b] ）
a 0.382(b a) 0.382(b a) 0.3822 (b a)
a (2 0.382 0.3822 )(b a)
a 0.618 (b a) x1 1号点（原好点）
即除第一次要取二个试点外，以后每次只取 一个试点，另一个试验点在已试点上（不做）
应用测定的多组数据，可以拟合出曲线，求得 相应的参数 a,b,c，然后由方程求极大值的方法， 可以获得对应的温度为70.5℃，经核实在该温度 下电解率达到99.5%，表明优化一次成功
单因素实验设计
四．单因素完全随机实验设计方差分析的前提条件
1.正态分布。 2.方差齐性。（分配给不同处理水平的被试在统计上是无差异的） 3.独立性。 4.连续性。
特别注意： ①如果自变量有两个水平，即实验中有两组被试，则F检验与两组Z或t检验等效。
也就是说，两个独立样本差异的显著性检验可以看成是单因素完全随机实验 设计的特例。
单因素实验设计
第一讲 单因素完全随机实验设计
一.单因素实验设计定义:实验中只有一个自变 量的实验设计。
分类： 1.单因素完全随机实验设计 2.单因素随机区组实验设计 3.单因素重复测量实验设计 4.单因素拉丁方实验设计
二．单因素完全随机实验设计的模式：
表：
三.单因素完全随机实验设计的基本特点：
1.实验中只有一个自变量，平，即实验有多组被试，则不能用Z或t检验去进行显 著性检验。
③如果F检验结果显著，则表明各组均数中至少有两组均数差异是显著的，但是 并不能知道哪几组均数差异显著，所以还需要进行多重比较。
思考题：单因素完全随机实验设计方差分析
有A、B、C三种不同的阅读策略训练方法，从5年级学生中随机挑选9名学生参 加训练，将其随机分为3组，每组3名学生，每组接受一种训练方法。一学期结 束后，对6名学生进行阅读能力测验，测验结果如表：
2.如自变量有P个水平，实验就有P组。
3.两种情况：
①随机选择N个同质的被试，并随机分配到P个不同水平的实验处理中， 每组被试人数可相同，也可不同。
②有P组不同质的被试接受同一种实验处理，每组被试人数可相同，也可 不同。
4.优点：每个被试只接受一次处理，没有疲劳与练习效应，实验设计和实施简单。 缺点：被试间的个体差异无法控制，实验的精度较低，如果实验中含有多个处 理水平时，需要的被试量也会比较大。
心理学准实验单因素实验设计模版
……………………（要求：实与控的前测成绩不相等）
控：O3 O4
（2）实施过程：可能出现的4种结果（见书P117图4-7、P116图4-8）
（3）统计方法：方差分析
（4）优点：a.基本上控制了历史、成熟、测验等因素的干扰
b.两组都有前测，主试可了解实验处理前的初始状态，也就对选择因素进行了初步控制。
（2）实施过程：通过比较O1和O2的值来考察处理结果效应是否存在，若差异明显，则表明处理效应。
（3）统计方法：方差分析
（4）优点：克服了成熟、历史等因素的影响（实与控的被试是相对同质的）
缺点：【要克服：选择、选择与成熟的交互作用（成熟趋势不一致）、选择与处理的交互作用（对处理的敏感性）】
即，要克服两组在实验处理前不对等现象。
（4）优点：a.前测可提供和被试有关的基线数据和有关信息，有利于做前后测的对比分析。
b.被试既是实验组又是控制组，两者之间的差异得到了有效的控制。
缺点：【混淆因素：成熟、历史、测验、仪器、统计回归、被试亡失、实验者效应、霍桑效应】
2.单组时间序列设计
（1）模式：O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8
单因素实验设计
1.单因素完全随机实验设计
（1）模式：RX1O1
R X2 O2 (两水平情况下)
（2）实施过程：(研究中有一个自变量，自变量有两个或多于两水平。该变量是被试间变量)将被试分配给自变量的各个水平。每个被试只接受一个水平的处理。（用随机化控制误差变异）
（3）统计方法：独立样本T检验or方差分析（取决于有几个因素）
d.【系列效应】被试接受实验处理的顺序具有一致性时，对实验材料的学习会产生迁移作用，导致被试对中间实验材料反应成绩最好。
阐述单因素实验设计的内容
阐述单因素实验设计的内容单因素实验设计，说起来听上去有点儿高深，但其实就像做饭一样，你能理解了就一切都简单了。
想象一下，咱们准备做一道菜，手上有很多材料，刀、锅、调料什么的，想要了解某个材料对菜的味道有多大影响。
你如果把所有东西都一股脑儿放进去试，结果肯定是乱七八糟，搞不清楚到底是什么东西发挥了作用。
那怎么办呢？一个简单的方法就是挑一个材料，其他不管，专心研究这个材料对菜的影响。
这就是单因素实验设计的精髓。
它的意思就是说，研究者只关注一个变量，去测试它在不同情况下会产生什么样的效果。
简单来说，就是“只看这一样，不看别的”。
你想，要是你同时加了盐、糖、酱油和花椒，哪知道到底哪个是关键？所以，这种设计就是帮助你搞清楚一个单独因素，尤其是在控制了其他因素的干扰下，究竟会怎么样。
想象你要研究的是温度对蛋糕发酵的影响。
你就选了几个不同的温度，比如低温、中温、高温，每次做蛋糕只调一个温度，其他什么原料啊、时间啊都不动。
最后你看看哪个温度下的蛋糕最松软，最适合你口味，哎呀，结果就出来了！这就是典型的单因素实验设计。
它的好处就是简单明了。
你不用考虑太复杂的东西，重点就在于清楚地看到单个因素带来的变化。
大家做实验，目的就是找到规律，不是为了制造麻烦。
也许有些人会想，“这不就是小儿科吗？”其实不然。
单因素实验设计虽然看起来简单，但它能让我们从繁杂的实验中理清楚头绪，逐步攻克难题。
比如你做菜时，不是先做一道菜，接着看看温度、火候、盐量等因素分别怎么影响味道，然后才得出结论吗？不过，单因素实验设计也有局限性。
它可不是万能钥匙。
如果你用这种方法研究了温度对蛋糕的影响，却忽视了原材料的质量，怎么做出来的蛋糕都没啥味道，那不就白费劲了吗？它只能告诉你一个变量在特定条件下的作用，但如果你想了解更多变量的互动关系，那就需要更复杂的多因素实验设计了。
再有一个问题，单因素设计虽然直观，但时间和资源可得靠你自己来安排。
比如你研究温度，假设你做了三种温度，那就得做三次实验。
单因素实验设计报告
单因素实验设计报告单因素实验设计报告:因素实验报告设计单因素实验设计举例正交实验单因素实验设计方案篇一:实验报告单因素方差分析5.1、实验步骤: 1(建立数据文件。
定义2个变量:PWK和DCGJSL，分别表示排污口和大肠杆菌数量。
2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。
在对话框左侧的变量列表中，选择变量“DCGJSL”进入“因变量”列表框，选择变量“PWK”进入“因子”列表框。
3(单击“确定”按钮，得到输出结果。
结果解读:由以上结果可以看到，观测变量大肠杆菌数量的总离差平方和为460.438;如果仅考虑“排污口”单个因素的影响，则大肠杆菌数量总变差中，排污口可解释的变差为308.188，抽样误差引起的变差为152.250，它们的方差(平均变差)分别为102.729和12.688，相除所得的F统计量的观测值为8.097，对应的概率P值为0.003。
在显著性水平α为0.05的情况下。
由于概率P值小于显著性水平α，则应拒绝零假设，认为不同的排污口对大肠杆菌数量产生了显著影响，它对大肠杆菌数量的影响效应不全为0。
因此，可判断各个排污口的大肠杆菌数量是有差别的。
5.2、实验步骤: 1(建立数据文件。
定义2个变量:Branch和Turnover，分别表示分店和日营业额。
将Branch的值定义为1=第一分店，2=第二分店，3=第三分店，4=第四分店，5=第五分店。
2. 选择菜单“分析?比较均值?单因素”,弹出“单因素方差分析”对话框。
在对话框左侧的变量列表中，选择变量“Turnover”进入“因变量”列表框，选择变量“Branch”进入“因子”列表框。
3(单击“确定”按钮，得到输出结果。
结果解读:由以上结果可以看到，观测变量日营业额的总离差平方和为1187668.733;如果仅考虑“分店”单个因素的影响，则日营业额总变差中，分店可解释的变差为366120.900，抽样误差引起的变差为821547.833，它们的方差(平均变差)分别为91530.225和14937.233，相除所得的F统计量的观测值为6.128，对应的概率P 值近似为0。
单因素实验设计
例如，兴趣游戏与学前儿童智力发展的关系。
等组单因素一个层次实验程序
优点：平衡了年龄对实验结果的影响。
缺点：不能保证实验班和控制班完全同质。 所以，实验前一定要做同质性检验。
3 单组单因素二个层次实验程序设计
这是研究者对1个实验组的被试，先进行前测，
再施加1个层次的1种自变量，然后进行第一次后 测，再施加第二个层次的同一种自变量，再进行 第二次后测，将第一次后测和第二次后测进行显 著性检验，以确定自变量和因变量的关系。
1 研究假设
兴趣游戏能够促进学前儿童智力的发展。
2 自变量，因变量
自变量：9个兴趣游戏。
因变量：儿童智力反应，用智商表示。
3 无关变量
智力、教师、课程、实验程序、家庭因素
4 被试及分组
实验组、控制组各30人且同质。
5 实验程序
实验班：每周搞两次兴趣游戏，每次进行30分 钟，然后进行5分钟小结，每次都要对8个儿童 进行个案记录，1个学期每个儿童至少记8次。
这是最常用的一种实验程序设计。研究者选取
实验组与控制组，先同时对实验组和控制组被试
进行前测，然后再对实验组施加1个层次的1种变
量，控制组不施加实验变量，然后同时对实验组 和控制组进行后测，将实验组后测和控制组后测 进行显著性检验，以确定自变量和因变量的关系。
等组单因素一个层次实验程序
组别 实验组 控制组 前测 √1 √2 实验变量 √ 后测 √1 √2
单组单因素二个层次实验程序
组别 实验组 前测 √ 实验变量 √甲 √乙 后测 √种教学方法 对于小学生识字能力的发展更有作用。 优点：操作较简单。 缺点：第一次实验变量也许会导致练习误差。
4 等组单因素二个层次实验程序设计
单因素随机实验设计
单因素随机实验设计单因素随机实验设计是一种常用的实验设计方法，适用于研究一个因素对实验结果的影响。
本文将介绍单因素随机实验设计的基本原理、步骤和注意事项。
一、基本原理单因素随机实验设计的基本原理是通过对同一因素的不同水平进行处理，观察实验结果的变化，以确定因素对实验结果的影响程度。
通过随机分配处理水平，可以减少实验结果受其他因素干扰的可能性，从而更准确地评估因素的影响。
二、实验设计步骤1. 确定实验目的：明确研究的因素和目标，确定需要观察的指标和水平。
2. 设计处理组数：根据实验目的和可用资源，确定处理组数。
一般情况下，处理组数越多，实验结果的可靠性越高，但同时也增加了实验的复杂度和成本。
3. 随机分配处理：将处理水平随机分配给不同处理组，确保每个处理水平被充分考虑和比较。
4. 进行实验观察：对每个处理组进行实验观察，记录实验结果。
5. 数据分析和统计：根据实验结果，利用统计方法进行数据分析，评估因素对实验结果的影响。
6. 结果解释和结论：根据数据分析的结果，解释因素对实验结果的影响程度，并得出相应的结论。
三、注意事项1. 控制其他因素：尽量控制其他可能影响实验结果的因素，以确保实验结果主要受待研究因素的影响。
2. 处理水平选择：处理水平的选择应该充分考虑实验目的和可行性，同时也要考虑处理水平之间的差异程度，以便观察到明显的效应。
3. 随机分配处理：处理水平应随机分配给不同处理组，避免分配偏倚导致结果的误差。
4. 样本大小和重复次数：样本大小和重复次数应根据实验目的和预期效应大小进行合理选择，以确保实验结果的可靠性和统计显著性。
5. 数据分析方法：选择适当的统计方法进行数据分析，以评估因素对实验结果的影响，并进行假设检验和置信区间估计。
6. 结果解释和结论：对数据分析结果进行合理解释，得出准确的结论，并提出进一步研究的建议。
总结：单因素随机实验设计是一种常用的实验设计方法，通过对同一因素的不同水平进行处理，观察实验结果的变化，以确定因素对实验结果的影响程度。
单因素实验设计2015.4.10
… Xi χi1 χi2 χi3 … χij χin
… Xa χa1 χa2 χa3 … χaj χan
合计
χ11 χ12 χ13 … χ1j χ1n
1
a1
x1 x1
x2
2
x2
x3 x3
xi
xa
xa
3
i
xi
x x
a
a2
a3
ai
aa
符号
a n
文字表述
因素水平数 每一水平的重复数 第i水平的第j次观察值 第i水平所有观察值的和 第i水平均值
2 i 1 i 1 n j 1 i 1 j 1
a
n
a
n
其中 ( xi . x ..) ( xij xi .) 0
i 1 a j 1 2 所以 ( x x ) n ( x x ) ( x x ) ij .. i. .. ij i. 2 2 i 1 j 1 i 1 i 1 j 1 n a a n
i 1 j 1 i 1 j 1 a n 2 a n
[( xi x ) 2 2( xi x )( xij xi ) ( xij xi ) 2 ]
i 1 j 1 a
a
n
n ( xi . x ..) 2 ( xi . x ..) ( xij xi .) ( xij xi .) 2
线性模型
固定线性模型
随机线性模型
多重比较
线性模型
（一）线性模型 假设某单因素试验有a个水平，每个处理有n 次重复，共有na 个观测值。这类试验资料的数 据模式如表所示。
X1 1 2 3 … j n
合计
平均数 总体均数 处理效应
单因素考察实验报告
单因素考察实验报告1. 引言单因素考察实验是一种常见的科学实验设计方法，用于研究某个特定因素对实验结果的影响。
本实验旨在通过对某一特定因素的改变，观察其对实验结果的影响，并进行数据分析和验证。
2. 实验目的本实验的目的是通过改变某一特定因素，考察该因素对实验结果的影响，并分析得出结论。
3. 实验步骤和方法3.1 实验设备和材料本实验所需的设备和材料包括：- 实验平台- 数据记录表格- 测量仪器- 实验样本3.2 实验步骤1. 准备实验平台，并确保平台处于稳定状态。
2. 设置实验组和对照组，并标注。
3. 改变特定因素，例如温度、光照强度等。
4. 记录实验数据，包括特定因素的改变和实验结果。
5. 结束实验，并整理数据。
4. 数据分析和结果4.1 数据收集根据实验步骤，我们记录了特定因素的不同水平下，实验结果的数据。
以下是我们所获得的数据：特定因素水平实验结果1 实验结果2 实验结果3-水平1 5 7 4水平2 8 9 8水平3 6 5 74.2 数据分析我们将对以上数据进行分析，以确定特定因素对实验结果的影响程度。
首先，我们计算每个水平下实验结果的平均值，并绘制出柱状图。
pythonimport matplotlib.pyplot as pltdata = {'水平1': [5, 7, 4],'水平2': [8, 9, 8],'水平3': [6, 5, 7]}计算平均值mean_values = [sum(data[level]) / len(data[level]) for level in data.keys()] 绘制柱状图plt.bar(data.keys(), mean_values)plt.xlabel('特定因素水平')plt.ylabel('实验结果平均值')plt.title('特定因素对实验结果的影响')plt.show()根据计算结果和柱状图，我们可以直观地看到每个水平下的实验结果平均值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《心理实验设计》
3
完全随机设计被试分配表
处理水平
被 试
《心理实验设计》
a1 S1 S5 S9 S13
a2 S2 S6 S10 S14
a3 S3 S7 S11 S15
a4 S4 S8 S12 S16
4
完全随机设计j …… ap
Y11 Y12
Y1j
Y1p
Y21 Y22
《心理实验设计》
16
练习
某厂技术员开发了一种新的加工工艺，为 决定是否推广此工艺，需确定其是否比老 加工工艺有更好的效费比和加工质量。 请你根据以上所学设计方式，为该厂设计 一个实验方案，帮助做出合理决策，并对 方案进行评价。
《心理实验设计》
17
3.拉丁方实验设计
拉丁方设计是对区组方法的进一步运用，可以同 时分离两个额外变量的效应。
缺点
组内变异包括了随机 误差以外的其他误差 变异，如个体差异， 增大了组内变异，使F 值不易达到显著程度， 降低了实验的敏感性。
《心理实验设计》
8
练习
某厂技术员开发了一种新的加工工艺，为 决定是否推广此工艺，需确定其是否比老 加工工艺有更好的效费比和加工质量。 请你根据以上所学设计方式，为该厂设计 一个实验方案，帮助做出合理决策，并对 方案进行评价。
前提假设：
自变量与区组变量之间无交互作用。
《心理实验设计》
11
区组方法：
区组方法是将特定额外变量引起的变异从总变 异中分离出来，使之不出现在处理效应和误差 变异中的一种方法。
区组变量：多为被试变量（如性别、经验）， 环境变量（如时间、地点）有时也是潜在的区 组变量。
《心理实验设计》
Y2j
Y2p
观
测
值
Yi1 Yi2
Yij
Yip
Yn1 Yn2
Ynj
Ynp
均数 μ.1 μ.2
μ.j
μ.p
《心理实验设计》
5
实验设计模型
假设：H0：μ.1=μ.2=……=μ.p 或αj=0 设计模型：Yij =μ+αj+∈i(j)
Yij：被试i在处理水平j上的分数 μ：总体平均数
Αj：水平j的处理效应——变异源1 ∈i(j)：误差效应，成正态分布——变异源1
单因素实验设计
单因素设计分类
被试间设计
完全随机设计
被试内设计
重复测量设计
随机区组设计 拉丁方设计 混合设计
《心理实验设计》
2
1. 完全随机实验设计
基本思想：
随机抽样 随机分派被试
基本假定：
由于被试是随机分配给各处理水平的，被试之 间的变异在各个处理水平之间也应是随机分布、 在统计上无差异的，不会只影响某一个或几个 处理水平。
假设2：区组的总体均数相等或区组效应为零
π H0：μ1.=μ2.=……=μp. 或 2i=0
设计模型：
Yij =μ+αj+πi+∈i(j) πi ：水平j 的区组效应
《心理实验设计》
14
变异结构与方差分析
总变异SSt
处理间变异SSb 处理内变异SSw
区组变异SSb 残差SSr
1234 1A B C D 2B C D A 3C D B A 4D A B C
1234 3C D A B 1A B C D 2B C D A 4D A B C
4312 3B A C D 1D C A B 2A D B C 4C B D A
《心理实验设计》
20
适宜假设
假设1：处理水平的总体均数相等或处理效应为零 H0：μ1.=μ2.=……=μp. 或αj=0 假设2：区组变量1（行）的总体均数相等或效应为零 H0：μ.1.=μ.2.=……=μ.p. 或βk=0 假设3：区组变量2（列）的总体均数相等或效应为零 H0：μ..1=μ..2=……= μ..p 或γl=0
《心理实验设计》
6
变异结构与方差分析
总变异（SSt） 组间变异（SSb）：处理变异 组内变异（SSw）：误差变异
个体差异 其他无关变异 实验误差
《心理实验设计》
7
简评
优点
设计简单易行
各处理水平中的被试 数量可以不相等
在误差变异相同的情 况下，比其他设计方 式更敏感。
《心理实验设计》
21
设计模型
Yij =μ+αj+βk+γl+∈pooled
Yij：被试i在处理水平j上的观测值 μ：总体平均数（真值） αj ：水平j的处理效应（A） βk：水平k 的额外变量的效应（B） γl：水平l的额外变量的效应（C） ∈pooled：误差变异—方格单元内误差与残差
适用条件：
实验中有一个自变量（P≥2个水平），两个额 外变量（即区组变量，P≥2个水平）；
事先假定处理水平与区组变量水平之间无交互 作用；
两个区组变量分别在拉丁方格的行和列分配， 然后将处理水平随机分配给P2个方格单元， 每个处理水平在每行、列中仅出现一次；每个 单元中分派一名或多名被试，实验被试总数为 N=np2(n ≥1)。
《心理实验设计》
9
最简单的实验设计：单因素两组设计
特点：
只有一个自变量，自变量有两个水平 典型设计：
实验组控制组前后测设计（完全随机设计） 实验组控制组后测设计（完全随机设计）
《心理实验设计》
10
2.随机区组实验设计
基本思想：
随机抽样 划分区组，区组内随机分派被试
F处理=MS处理间 / MS残差 F区组=MS区组间 / MS残差
《心理实验设计》
15
简评
优点
分离了明显的无关 变异，减少了实验 误差，提高了实验 效度。
区组数量不受处理 水平数影响，灵活 性较好。
缺点
当处理水平数较多 时，建立同质区组， 寻找同质被试比较 困难。
使用限制较多，如 自变量与区组变量 之间不能存在交互 作用，部分限制了 其应用。
《心理实验设计》
18
拉丁方格的标准快和随机化
以下是常见的标准化方块；其组合随行列数P 变化；P>5时，结果难以处理，故5×5以上的 拉丁方格比较少见。
AB BA
ABC BCA CAB
ABCD B C DA C DB A DA B C
《心理实验设计》
19
标准块的随机化：
先随机化行 再独立地随机化列
12
被试分配表
处理水平
a1
1
S11
区2
S21
组3
S31
4
S41
《心理实验设计》
a2 S12 S22 S32 S42
a3 S13 S23 S33 S43
a4 S14 S24 S34 S44
13
实验设计模型
假设1：处理水平的总体均数相等或处理效应
为零
α H0：μ.1=μ.2=……=μ.p 或 j=0