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快速理解方差分析

2023-07-30 14:20:15来源:哔哩哔哩

什么是方差分析?

方差分析与t检验一样,也是用来检测平均数差异的,只是组别在两组及以上。

方差分析的类型及使用情境

方差分析通常分为单因素方差分析和多因素方差分析,也可以分为独立测量方差分析和重复测量方差分析,此外协方差分析也可另算一类。以下主要介绍几种简单常见的分析情形:


(相关资料图)

1.单因素独立测量方差分析,是用来检验单个因素下的多个条件间数据均值有无差异。例如检验三种教学模式下的学生学业成绩均值有无差异。

H0:μ(教学模式1)=μ(教学模式2)=μ(教学模式3)

H1:至少有一个教学模式条件下的平均值是不同的

2.单因素重复测量方差分析,与单因素独立测量方差分析的区别在于,独立测量是将三种教学模式分别施加于三个学生群体,重复测量则是将三种教学模式分时间点前后施加于同一个学生群体。

H0:μ(教学模式1)=μ(教学模式2)=μ(教学模式3)

H1:至少有一个教学模式条件下的平均值是不同的

3.双因素独立测量方差分析,与单因素独立测量方差分析的区别在于,多了一个检验的因素。例如检验三种教学模式及教师性别下的学生学业成绩均值有无差异;每种教学模式下有两个班,分别由男老师和女老师教授,共六个班。

包含三个不同的假设检验:

-假设检验1 H0:μ(教学模式1)=μ(教学模式2)=μ(教学模式3)

-假设检验1 H1:至少有一个教学模式条件下的平均值是不同的

-假设检验2 H0:μ(男老师)=μ(女老师)

-假设检验2 H1:μ(男老师)≠μ(女老师)

-假设检验3 H0:教学模式与教师性别之间没有交互作用

-假设检验3 H1:教学模式与教师性别之间存在交互作用

4.单因素独立测量协方差分析,与单因素独立测量方差分析的区别在于,协方差分析多考虑到了因变量的其他影响因素,如学生的学业成绩不仅取决于教学模式的作用,还有可能是学生群体本身的起点就不一样。所以协方差分析会对均值作一个修正。

H0:μ修正(教学模式1)=μ修正(教学模式2)=μ修正(教学模式3)

H1:至少有一个教学模式条件下的平均值是不同的

总结来说,一种处理条件对应一组被试,是独立测量方差分析;在同一组被试上使用多个处理条件,是重复测量方差分析;考虑几个因素就是几因素方差分析;考虑因素之外的连续型变量是协方差分析。

方差分析的结果

方差分析的结果是F值和显著性。(若想了解具体计算过程,见分割线以下)

方差分析的计算过程大致是这样的:

首先,根据样本数据计算出F值(F值的计算公式如下)

然后,根据F分布表,找到临界值。例如,分子自由度是3,分母自由度是6,P值为的临界值是,P值为的临界值是(细体显著性水平是,粗体显著性水平是)

最后,根据F值和临界值判断显著性。若计算出的F值是6,说明该因素的效应在水平上是显著,但在水平上是不显著的。

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