方差分析-SPSS

2023-07-30 13:54 作者:点连线成圈 0人读过 | 我要投稿

数据介绍：某校初一有6个班，每个班有5名学生，记录了其入学成绩、上学期的期中和期末考试成绩、下学期的期中和期末成绩，以及授课教师性别和教学模式。（本数据纯属虚构）

一、单因素独立测量方差分析

研究问题：若该校整个学年都坚持使用相应的教学模式，检验一年后三种教学模式下的学生学业成绩均值有无差异？

H0：μ（模式1-下学期期末成绩）=μ（模式2-下学期期末成绩）=μ（模式3-下学期期末成绩）

H1：至少有一个教学模式条件下的下学期期末成绩平均值是不同的

SPSS步骤：

补充说明：

1，SPSS的因子变量只支持数值类型，故视频一开始先将“教学模式（字符串型）”重新编码为“教学模式Num（数值型）”；

2，单因素方差分析的面板中，“两两比较”是指事后多重检验，通常符合方差齐性选择“LSD”，不符合方差齐性选择“Games-Howell”(视频中直接将两个都勾选，纯属偷懒做法)

SPSS结果：

先看Levene检验的显著性，判断数据是否满足方差齐性；若满足方差齐性则看单因素方差分析表中的第一行F值和显著性（红框），若不满足方差齐性则看Welch修正值（绿框）。下图结果可描述为“教学模式对学生的学业成绩不存在显著效应（F=0.265，P=0.769>0.05）”

如果教学模式对学业成绩存在显著效应，则继续看“多重比较”表，主要看显著性的值，均值差的正负可以体现出显著的方向效应；现在教学模式对学业成绩不存在显著效应，且P值远远高于0.05，所以不需要再看多重比较结果。值得一提的是，如果方差检验的P值接近0.05（如0.052），那么在多重比较中可能存在某两个组之间有显著差异。

二、单因素重复测量方差分析

研究问题：若将上述情境“班1和班2使用模式1，班3和班4使用模式2，班5和班6使用模式3”改成“全校6个班所有学生，都在初一上学期期中考试前采用模式1，上学期期中考试后至期末考试间采用模式2，初一下学期期中考试前采用模式3”，此时校长问三种教学模式下的学生学业成绩均值有无差异？

H0：μ（模式1-上学期期中成绩）=μ（模式2-上学期期末成绩）=μ（模式3-下学期期中成绩）

H1：至少有一个教学模式条件下的成绩平均值是不同的

SPSS步骤：

补充说明：若需事后多重比较，操作如下图

SPSS结果：

先看球形度检验（就当作是方差是否相等的检验），显著性值是0.02<0.05，所以不满足球形假设。然后看主体内效应的检验，发现显著性远远大于0.05（满足球形假设看红框，不满足球形假设看绿框），显示“教学模式对学生的学业成绩不存在显著效应（F=1.036，P=0.349>0.05）”

三、双因素独立测量方差分析

研究问题：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？

假设1：关于教学模式的主效应

H0：μ（模式1-下学期期末成绩）=μ（模式2-下学期期末成绩）=μ（模式3-下学期期末成绩）

H1：至少有一个教学模式条件下的下学期期末成绩平均值是不同的

假设2：关于教师性别的主效应

H0：μ（男教师-下学期期末成绩）=μ（女教师-下学期期末成绩）

H1：μ（男教师-下学期期末成绩）≠μ（女教师-下学期期末成绩）

假设3：关于教学模式与教师性别的交互效应

H0：教学模式与教师性别之间没有交互作用

H1：教学模式与教师性别之间存在交互作用

SPSS步骤：

补充说明：在“模型”中选“交互”效应时，一定要把两个因子同时选中！！！才会出现“因素A*因素B”（这是本人第一次做该分析时遇到的坑，当时就在想为啥我选了交互效应但是结果中没有呢O(∩_∩)O）

SPSS结果：

可以看出，教学模式对学生的学业成绩不存在显著效应（F=0.255，P=0.777>0.05），教师性别对学生的学业成绩也不存在显著效应（F=0.873，P=0.359>0.05），教学模式与教师性别之间也不存在交互作用（F=0.536，P=0.592>0.05）。

当主效应存在时，可进行事后多重比较；当交互效应存在时，可进行简单效应分析，操作如下：

视频中修改的SPSS代码：

/EMMEANS=TABLES(教学模式*教师性别) COMPARE(教学模式) ADJ(LSD) /EMMEANS=TABLES(教学模式*教师性别) COMPARE(教师性别) ADJ(LSD) /EMMEANS=TABLES(教学模式) COMPARE ADJ(LSD) /EMMEANS=TABLES(教师性别) COMPARE ADJ(LSD)

得到类似下图的结果（这里都不显著，不再赘述）：