效应量计算器(Cohen's d、Hedges' g、r、η²)

输入两组的均值、标准差和样本量,或输入独立样本t值,即可计算Cohen's d和Hedges' g,并换算为r和η²,同时给出解读参考和可修改的APA 7结果句。

结果
统计量数值
Cohen's d2.14
Hedges' g1.93
95% 置信区间[.88, 3.40]
η² from F.84

APA 报告

d = 2.14, g = 1.93, 95% CI [.88, 3.40] (approximate normal CI for d)

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如何使用

按你手上的数据选择输入方式:

  • **均值和标准差**:分别输入两组独立样本的均值、标准差和样本量,这是最准确的方式。
  • **t值**:输入独立样本t值和两组样本量。适用于文献只报告了t值而没有标准差的情况,例如为Meta分析提取数据时。

输出内容:

1. **Cohen's d**:用合并标准差标准化的均值差; 2. **Hedges' g**:经小样本偏差校正的d; 3. 由同一结果换算的 **r**(点二列相关)和 **η²**(eta方); 4. 依据Cohen常用基准给出的大小描述,以及APA 7结果句。

d的正负号由输入顺序决定(第1组减第2组),文中描述比较方向时要与之一致。

什么是效应量,为什么要报告

p值回答的是"差异是否超出随机误差",效应量回答的是"差异**有多大**"。样本足够大时,微不足道的差异也会显著;样本小时,重要的差异也可能不显著。因此APA出版手册(第7版)要求在显著性检验之外报告效应量。

标准化效应量把结果放到统一尺度上:

  • **Cohen's d**:以标准差为单位表示均值差,d = 0.5 即两组均值相差半个标准差;
  • **Hedges' g**:d乘以校正系数。小样本时d会略高估总体效应,g可消除大部分偏差,Meta分析通常用g;
  • **r**:把组间差异表示为"组别"与结果变量之间的相关;
  • **η²**:结果变量总变异中由组别解释的比例,两组比较时等于r²。

这些指标没有单位,可以在使用不同量表的研究之间比较,也是功效分析和Meta分析的必要输入。

计算公式

由均值、标准差和样本量:

  • 合并标准差:`sp = sqrt( ((n1 − 1)·s1² + (n2 − 1)·s2²) / (n1 + n2 − 2) )`
  • Cohen's d:`d = (M1 − M2) / sp`
  • Hedges校正(常用近似):`J = 1 − 3 / (4·(n1 + n2) − 9)`
  • Hedges' g:`g = J · d`

由独立样本t值:

  • `d = t · sqrt(1/n1 + 1/n2)`
  • `r = sqrt( t² / (t² + df) )`,`df = n1 + n2 − 2`
  • `η² = t² / (t² + df)`

只知道d和样本量时换算r:`r = d / sqrt(d² + (n1 + n2)² / (n1·n2))`,两组样本量相等时约等于 `d / sqrt(d² + 4)`。

d的近似标准误(用于95%置信区间):`SE = sqrt( (n1 + n2)/(n1·n2) + d² / (2·(n1 + n2)) )`,`CI = d ± 1.96·SE`。

计算示例

某研究比较两种教学方法后的考试成绩:

  • 方法A:M = 78.4, SD = 10.2, n = 30
  • 方法B:M = 72.1, SD = 11.5, n = 32

逐步计算:

  • `sp = sqrt((29·10.2² + 31·11.5²) / 60) = 10.89`
  • `d = (78.4 − 72.1) / 10.89 = 0.58`
  • `J = 1 − 3 / (4·62 − 9) = 0.987`,`g = 0.57`
  • 对应的Student t检验:t(60) = 2.28, p = .026;用该t值和n1 = 30、n2 = 32计算同样得到 d = 0.58
  • `r = .28`,`η² = .08`
  • d的近似95%置信区间:0.07 至 1.09

以上数值已用Python(SciPy的`ttest_ind_from_stats`与NumPy)核对。

如何解读效应量大小

Cohen(1988)在缺乏更好参照时提出的粗略基准:

| 指标 | 小 | 中 | 大 | |---|---|---|---| | d 或 g | 0.2 | 0.5 | 0.8 | | r | .10 | .30 | .50 | | η² | .01 | .06 | .14 |

按此标准,示例中 g = 0.57 属于中等效应。但需注意:

  • Cohen本人说明这些只是缺乏领域信息时的惯例,并非通用标准;
  • 是否"有意义"取决于结局指标、干预成本和本领域其他研究的结果;
  • 置信区间与点估计同样重要。示例区间从接近0到大效应,真实效应仍不确定。

APA 7 格式报告

报告描述统计、检验结果以及效应量(尽可能附置信区间):

> 采用方法A教学的学生成绩(M = 78.4, SD = 10.2)高于采用方法B的学生(M = 72.1, SD = 11.5),t(60) = 2.28, p = .026, d = 0.58, 95% CI [0.07, 1.09]。

如果报告g,请注明并说明已做小样本校正。

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常见错误

  • **对配对数据套用独立样本公式**:重复测量设计需要不同的标准化方式(如基于差值标准差的d或d_av),结果会不同,应注明所用方法。
  • **Meta分析中混用d和g**,或未说明报告的是哪一个。
  • **多因素方差分析中混淆η²和偏η²**。
  • **把"小/中/大"当作实际意义的结论**。
  • **丢掉正负号**:d为负只表示第2组得分更高,文中要写清方向。
  • **有标准差时仍用t值换算**:可以算,但直接输入均值和标准差可避免t值四舍五入带来的误差。

常见问题

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