方差分析基本概念及單因素方差分析

方差分析用于兩個及兩個以上樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗(yàn)。比如不同的實(shí)驗(yàn)條件或者處理結(jié)果對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。醫(yī)學(xué)界不同的藥物對某種疾病的治療療效;體育科研中科研訓(xùn)練目標(biāo)、方法和不同運(yùn)動量等因素對于提高某項(xiàng)運(yùn)動成績的效果;農(nóng)業(yè)研究中,土壤、肥料、日照時間等因素對某種農(nóng)作物產(chǎn)量的影響;不同飼料對牲畜體重增長的效果等。

方差分析中常使用的術(shù)語:

因素與處理:因素是影響因變量變化的客觀條件,處理是影響因變量變化的認(rèn)為條件,也可統(tǒng)稱為因素。

水平:因素的不同等級稱為水平;

單元:cell指各因素之間的每個組合;

因素的主效應(yīng)與因素間的交互效應(yīng):因素的主效應(yīng)是指因變量在一個因素各水平間的平均差異;兩個因素的交互效應(yīng)指:當(dāng)一個因素的單獨(dú)效應(yīng)隨另一個因素變化的時候,就是交互效應(yīng)。

均值比較:比較各因素對因變量的大小的相對比較;

單元均值:每種因素水平組合的因變量均值;

邊際均值:一個因素水平的因變量均值成為邊際均值。

協(xié)方差分析:控制因素很難認(rèn)為控制,就要用協(xié)方差,如:研究身高與體重的冠希時,要求按性別分別進(jìn)行分析,消除性別的因素影響。還有不同年齡對體重和身高也是有影響的,也需要按照不同年齡段進(jìn)行展開。

重復(fù)測量:個體差異存在,所以為了減少這種差異,需要多次重復(fù)測量。

單因素方差實(shí)例

案例

一個班中3組同學(xué)在3中不同的教學(xué)方法下,進(jìn)行語文測試,測驗(yàn)是否有差異?

數(shù)據(jù)

單因素方差分析數(shù)據(jù)實(shí)例

由題意和已有數(shù)據(jù),我們可以這樣做假設(shè):

原假設(shè)H0:3種教學(xué)方法對三組學(xué)生的語文成績沒有影響;

對立假設(shè)H1:3種教學(xué)方法對三組學(xué)生的語文成績是由影響的。

在這里首先得保證方差是齊性的,也就是三組學(xué)生的整體平均水平是沒有差異的,需要檢驗(yàn)其同質(zhì)性,也就是test of homogeneity variances(在方差檢驗(yàn)?zāi)愕膐ptions中是有的)。

執(zhí)行analyze/compare means/one-way ANOVA命令,其中需要注意的有:

1.首先dependent list里邊應(yīng)該是grades;factor中應(yīng)該是group;

2.contracts對話框中選擇“polynomial”(是一種回歸),在后邊的degree選擇linear(線性回歸)。

3.在post poc對話框中選擇LSD和S-N-K檢驗(yàn)(SNK為Student-Newman-Keuls三人姓氏的縮寫,亦稱q檢驗(yàn),適用于多個均數(shù)的兩兩比較,常用于探索性研究。 只告訴有無差異,不提供精確P值。LSD為最小顯著差異t檢驗(yàn)。適用于某一對或幾對在專業(yè)上有非凡價值的均數(shù)間差別的比較。 提供P值)

數(shù)據(jù)分析結(jié)果


數(shù)據(jù)分析結(jié)果1
數(shù)據(jù)分析結(jié)果2

數(shù)據(jù)顯示:test of homogeneity of variances顯示結(jié)果為P=0.464>0.05,因此方差是齊性的,也就是整體對象是同質(zhì)的,這樣才可以做下一步的分析;另外這里的自由度一個是組的自由度(N-1)為2;一個是個體3*(n-1)為9.

在方差分析的結(jié)果中,兩兩比較的結(jié)果是組間的方差是齊性,其中,F=1.73, P=0.23.?

同時,看multiple comparisons的分析結(jié)果,可以看到:組間平均值的差值(M12=2.35; M23=3.03; M13=5.37),但是三組在齊質(zhì)性的條件下,并未顯示顯著的差異,其中? ?P12=0.438; P13=0.096; P23=0.323. 因此,接受原假設(shè),拒絕對立假設(shè)。

最后是S-N-K法多重比較的結(jié)果,可以看到:p=0.207,也是不顯著的。


本編學(xué)習(xí)內(nèi)容數(shù)據(jù)和案例均來自于清華大學(xué)出版社·倪雪梅·《精通spss統(tǒng)計分析》

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