多因素实验设计

多因素实验设计：多因素实验设计

多因素实验设计（multifactorsexperimentaldesign）是指在同一个实验里可以同时观测两个或两个以上的自变量的影响，以及自变量与自变量交互作用的效果的实验设计。它与上述所讨论的只用一个自变量的实验设计是不同的。包括Xa和Xb两个自变量的设计，叫做双向（或二向）析因设计，简写为A×B因素设计。包括Xa、Xb和Xc三个自变量的设计叫作三向析因设

计，简写为A×B×C因素设计。在因素设计中，每个因素（自变量）又可以包括几个水平。若两个自变量Xa和Xb各有两个水平，则可称为2×2设计；若自变量Xa有两个水平，Xb有三个水平，则称为2×3设计。例如，有人想

研究大学生对红、绿、黄三种灯光的反应是否与灯光的强度有关，在这项实验中，A代表灯光强度，是一种因素（自变量Xa），包括强和弱两种水平；B代表灯光频率，是另一个因素（自变量Xb），包括红、绿、黄三种水平。这

种二向析因设计就是2×3因素设计。若它还想同时研究反应时是否有性别差别，则C代表性别（自变量Xc），分男女两个水平。这种三向析因设计就是

2×3×2因素设计。当然也可以有多于三个因素的设计。不过，因素多，解

释结果的困难就大，交互作用也就多，因而研究者一般是将研究限于2至4

个变量。在析因设计中，研究者要操作的实验处理的个数就是各自变量的水

平个数的乘积。例如，在一项二因素实验设计中，设A因素有p个水平，B

因素有q个水平，则研究者就应操作p×q个实验处理。在确定了实验中所要

操作的实验处理后，就要决定怎样分配被试者了。下面我们举一个研究实例。

杨治良等人（1993）在研究汉字内隐记忆的实验研究中，通过四个2×2×2方差设计实验，试图寻找汉字认知范畴里内隐记忆存在的条件。此方差设计的三个因素为：（1）A因素，即注意程度因素，分目标字和非目标字两个水平；（2）B因素，分直接测量和间接测量两个水平，直接测量为再认判断任务，间接测量则是汉字偏好判断任务；（3）C因素，即时程因素，分单元一和单元二两个水平，参见图2－5。结果发现了内隐记忆存在的三个必要条件是：非目标汉字、汉字的整体加工和偏好判断任务。此例说明了，正是这些多因素实验设计，才发现了汉字内隐记忆存在的条件。

多因素实验设计可以概括成某一个基本形式。假设实验因子有A、B这两个，A因子有三个水平，B因子有四个水平，那么就有3×4=12种组合，每一个组合称作一种处理，现随机抽取被试者1、2、3、24，共24个分别安排在各种处理中接受实验，实验设计列表如表2－13。

表2－13多因子设计表

实验因子　　B因子　　
　　　　　　
B1B2　B3B4　
　　　　
AA11,23,4　5,67,8　
因A21,1011,12　13,1415,16　
子A317,1819,20　21,2223,24　
（采自杨治良、乐竟泓，1990）

实验所得的数据，可表明哪种处理（即水平的结合）效果比较好。但到底多种处理的效果是否有显著差别，还要作进一步的统计检验。