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方差分析应用案例1

 yeez 2010-10-21

让4名学生前后做3份测验卷,得到如下表的分数,运用方差分析法可以推断分析的问题是:3份测验卷测试的效果是否有显著性差异? 

   

  1、确定类型
  由于4名学生前后做3份试卷,是同一组被试前后参加三次考试,4位学生的考试成绩可看成是从同一总体中抽出的4个区组,它们在三个测验上的得分是相关样本。

  2、用方差分析方法对三个总体平均数差异进行综合性地F检验
  检验步骤如下:
  第一步,提出假设:
  

  第二步,计算F检验统计量的值:
  因为是同一组被试前后参加三次考试,4位学生的考试成绩可看成是从同一总体中抽出的4个区组,它们在三个测验上的得分是相关样本,所以可将区组间的个别差异从组内差异中分离出来,剩下的是实验误差,这样就可以选择公式(6.6)组间方差与误差方差的F比值来检验三个测验卷的总体平均数差异的显著性。
  ①根据表6.4的数据计算各种平方和为:
  总平方和:   
  组间平方和:  
  区组平方和:  
  误差平方和:  

  ②计算自由度
  总自由度 :
  组间自由度 :
  区组自由度 :
  误差自由度 :

  ③计算方差
  组间方差:  
  区组方差:  
  误差方差:  

  ④计算F值
  

  第三步,统计决断
  根据,α=0.01,查F值表,得到,而实际计算的F检验统计量的值为,即P(F >10.9)<0.01,
  样本统计量的值落在了拒绝域内,所以拒绝零假设,接受备择假设,即三个测验中至少有两个总体平均数不相等。

  3、用q检验法对逐对总体平均数差异进行检验
  检验步骤如下:
  第一步,提出假设:
  

  第二步,因为是多个相关样本,所以选择公式(6.8)计算q检验统计量的值:
  

  在为真的条件下,将一次样本的有关数据及代入上式中,得到A和B两组的平均数之差的q值,即:
  
  以此类推,就可得到每对样本平均数之间差异比较的q值,如下表所示:

   

  第三步,统计决断
  为了进行统计决断,在本例中,将A,B,C共3组学生英语单词测验成绩的等级排列为:

  

  A与C之间和B与C之间包含有1,2两个组,a=2;A与B之间包含有1,2,3三个组,a=3。
根据,得到当a=2时,q检验的临界值为 ;

当a=3时,q检验的临界值为;将表(6.5)中的q检验统计量的值与q临界值进行比较,得到表(6.6)中的3次测验成绩各对平均数之间的比较结果:

表6.6 3次测试各对样本平均数之差q值的比较结果
   
  *表示在α=0.05显著性水平上有差异,**表示在α=0.01显著性水平上有差异)

  从表中可以看出,三个测验中每两个之间的总体平均数都不相等。
  因为是同一组被试前后参加三次考试,所得到的样本是相关样本,这些样本所属总体的方差基本相等,所以不需要对两个相关样本所属总体的方差进行齐性检验。
  通过以上推断分析,我们可以知道:三份测验卷测试的效果有显著性差异,并且每两份测验卷测试的效果之间都有显著性差异。

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