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当实验中同时涉及两个或两个以上的实验因素时，如果需要考察各因素取不同水平时对定量观察结果的影响有无统计学意义，同时还希望考察各因素之间的个水平交互作用对定量结局的影响，就需要进行多因素的析因设计。该设计有四个特点： （1）全为实验因素，且为全因子实验，因素个数一般2-4个，因为太多必然导致实验次数过多，研究者无法承受。全因子实验是指各因素的各水平全面组合。如A因素4个水平，B因素6个水平，全面组合就是4×6=24组，得安排24组实验，因此析因设计是比较浪费样本量的一种实验设计方案。 （2）各实验条件下至少要做2次独立的重复实验。一般2-4次重复实验就够了。比如上例24组，每组必须重复做2-4次实验，方差可以考察交互作用。 （3）各实验因素需要同时施加。即每次实验时，干预因素的各水平都必须同时施加到受试对象上，注意如果因素为二水平（用和不用，不用也相当于施加了）。如果干预因素作用到受试对象上有时间先后，此时就叫裂区设计。如先将不同的肿瘤接种到动物身上，经过一段时间后，再采用不同的药物进行抑制实验。 （4）实验因素对定量观测的结果的影响在专业上的地位平等的。即专业上尚无充足的理由认为那个因素对结果影响大还是小。但如果专业上对众因素的影响大小有主次之分，此时就叫做嵌套设计。 析因设计的最大优点是全面获得各因素的主效应及其交互作用，最大缺点是实验次数太多。 其模式图见3嵌套设计 2、裂区设计(split plot design) 裂区设计最初来源于农业实验，例如在二因素裂区设计的农业研究中，经常按某一因素（Ａ因素）的水平数将土地分成若干大块，然后在经过Ａ因素不同水 平处理的每一大块中根据第二因素（Ｂ因素）的水平数将大块分成若干小块，这些小块再随机地用Ｂ因素的不同水平处理，它的特点是实验因素并非一次安排完毕，而是分为两次甚至多次，其首先安排的是影响最为重要的，或者必须最先安排，或者材料消耗较大、工序较难改变的因素，经过一段时间后，其他需要考虑的、或者影响较小，或者精确度要求较高的因素加入先 期安排好的因素的不同水平中，总之实验因素在施加时有先后顺序之分。 实例：辣椒叶面、叶背施肥试验。 研究因子两个：肥料浓度和喷施方式。参试肥浓度四种：A1，A2，A3，A4。喷施方式两种：叶面喷施和叶背喷施。叶肥为主要因子，喷施方式为次要因子。重复四次。 裂区设计常考虑2因素，如果考虑3因素以上，又叫做裂-裂区设计。情况更为复杂一些。 嵌套设计又称窝设计、套设计或系统分组设计。在嵌套设计中，有两个或两个以上实验因素，每个因素又划分为若干水平。与析因设计不同的是，嵌套设计的处理不是各因素各水平的全面组合，而是各因素按其隶属关系系统分组，各因素各水平没有交叉。 特点 （一）嵌套作用 嵌套试验设计一个显著特点就是嵌套，研究因素之间的地位不平等，A因素嵌套于B因素之中，同时因素之间又无交叉，因此不能研究其交互作用。 （二）主次作用 嵌套试验设计的研究因素有着主次之分，主要研究目的是为了研究主要因素，然而主要因素受着次要因素的嵌套影响，因此需要排除嵌套因素影响后研究主要因素的作用。 下图为两因素析因设计与两因素嵌套设计的模式图 三者看似复杂，其实都可以用SPSS方差分析模块搞定的。 |
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