两因素方差分析用来研究两个自变量对一个因变量的影响。自变量就是实验中的条件因素。因变量就是我们要测量的结果。每个自变量有不同的水平。水平就是自变量的具体取值或类别。
实验设计需要考虑两个自变量的组合。每个组合下需要进行多次观测。重复测量可以估计实验误差。两因素方差分析可以检验主效应和交互效应。主效应指单个自变量对因变量的影响。交互效应指两个自变量共同作用产生的影响。
数据记录需要整齐的表格形式。行表示不同的实验单元。列表示自变量和因变量的值。第一个自变量放在第一列。第二个自变量放在第二列。因变量放在第三列。数据录入要准确无误。
建立假设是分析的第一步。对于第一个自变量要建立零假设。零假设说第一个自变量对因变量没有影响。备择假设说第一个自变量对因变量有影响。对于第二个自变量同样建立零假设和备择假设。对于交互效应也要建立零假设和备择假设。交互效应的零假设说两个自变量没有交互作用。
计算总平均值。求所有因变量值的平均数。计算组内平均值。求每个自变量组合下的因变量平均值。计算离差平方和。总离差平方和反映所有数据点的变异。组间离差平方和反映自变量引起的变异。组内离差平方和反映随机误差。
自由度需要确定。总自由度是数据点个数减一。第一个自变量的自由度是其水平数减一。第二个自变量的自由度是其水平数减一。交互效应的自由度是两个自变量自由度的乘积。误差自由度是总自由度减去其他自由度。
计算均方。每个离差平方和除以其自由度得到均方。组间均方反映自变量的影响。误差均方反映随机波动的大小。
F统计量是组间均方除以误差均方。F值越大说明自变量影响越明显。查F分布表得到临界值。计算p值判断统计显著性。
p值小于显著性水平就拒绝零假设。通常显著性水平设为0.05。p值小于0.05说明效应显著。p值大于0.05说明效应不显著。
第一个自变量显著说明它的不同水平导致因变量差异。第二个自变量显著说明它的不同水平导致因变量差异。交互效应显著说明两个自变量的组合效果特别强。
结果解释要结合具体研究问题。显著的主效应需要描述变化趋势。显著的交互效应需要画图说明。交互作用图显示各水平组合的均值。图中线条交叉表示存在交互作用。
事后检验在主效应显著时进行。比较各水平之间的具体差异。常用方法有Tukey检验和LSD检验。事后检验控制多重比较的误差。
方差分析需要满足一些条件。数据需要来自正态分布。各组方差需要相等。观测需要相互独立。残差图可以检验这些条件。
正态性检验可以用Q-Q图。点分布在直线附近说明正态性满足。方差齐性检验可以用Levene检验。p值大于0.05说明方差齐性。
如果不满足条件需要数据变换。常用变换有对数变换和平方根变换。变换后重新进行方差分析。
论文中需要报告详细结果。列出方差分析表。包括离差平方和、自由度、均方、F值和p值。用星号标注显著性水平。一个星号表示p