在 JMP 的最新升级中,最新版本 JMP 18 可以在 t 检验中输出效应大小“Cohen's d”,而 JMP 17 及更高版本可以在回归分析中输出效应大小“ η2 ”(eta 平方)和“ ω2 ”(omega 平方)。

效应大小是显示统计模型中的解释变量(因素)对因变量影响程度的指标。 p 值可以表明某个因素是否对因变量有影响(而非偶然影响),但它是统计显著性的衡量标准,并不表示影响的大小。
JMP 在“模型拟合度”报告中显示以下“效应摘要”:在此报告中,p 值按从小到大(最大对数值)排序,但这并不直接表明按顺序对性别、药物或性别*药物的影响更大。它只是表明统计显著性的程度。

在这篇博客中,我们将解释效应大小的含义、如何在 JMP 中输出它、计算公式以及指标指南。
t检验的效应量:“Cohen's d”
Cohen 的 d 统计量被用作 t 检验的效应大小。也就是说,当比较两组之间的均值时,假设方差相等。
使用模拟数据进行解释
创建模拟数据来比较两组(A,B)的血糖水平(mg/dl)。
A 组:从 N(105, 15 2 ) 中随机抽取的样本
B 组:从 N(110, 15 2 ) 中随机抽取的样本
N(μ, σ 2 ) 表示平均值为 μ、标准差为 σ 的正态分布。
本例中,显示了对从 A 组和 B 组各提取的 50 个样本进行 t 检验的结果(左图),以及对从 A 组和 B 组各提取的 250 个样本进行 t 检验的结果(右图)。

查看两份报告的双侧 p 值,当 N=50 时,p = 0.1128,当 N=250 时,p = 0.0004。在显著性水平α=0.05下,前者不显著,后者显著。
在这个模拟数据中,A的平均值是105,B的平均值是110,所以平均值之间有5的差。然而,当 N = 50 时,由于样本量较小,无法检测到差异,但当 N = 250 时,样本量增加了,可以检测到显著差异。
因为当样本量很大时,即使差异很小,p值也往往很小,所以我们使用Cohen's d来检查效应的大小。
JMP 中的运算(JMP 18)
- 选择分析 > 双变量关系。显示单因素方差分析报告,其中 Y 为连续变量,X 为名义变量(序数变量)。
- 从报告左上角的红色三角形按钮中,选择均值/方差分析/合并 t 检验。
⇒ “Cohen's d”报告将输出在“Pooled t-test”报告的左下角。
查看该值,我们可以看到,N=50时的值和N=250时的值几乎相同(约为0.32)。人们认为这两种效应的大小大致相等,但这表明效应大小的估计与样本大小无关*。
*N 越大,效果大小估计越精确。
计算式
Cohen's d 可使用以下公式计算:
d = (B 组平均值 - A 组平均值) ÷ 合并标准差
合并标准差与均方根误差 (RMSE) 相同。

计算示例:使用报告中显示的 N = 250 的上述值,您可以计算:
d = (109.010 - 104.391) ÷ 15.622 = 0.316
效应大小估计
作为指导原则,Cohen's d 使用以下标准:
小于0.2:无影响,0.2-0.5:影响较小
0.5 至 0.8:中等影响,0.8 或以上:较大影响
注意:JMP 比较后期级别与早期级别的差异来对变量进行分组。在这个例子中,第一级是 A,下一级是 B,所以我们比较 B 的平均值 - A 的平均值。
回归分析的效应大小: η2 、 ω2
在 JMP 17 及更高版本中,当您使用采用标准最小二乘法的拟合模型工具拟合回归模型时,效应大小 η 2和 ω 2可以显示在效应检验报告中。
以下示例显示了当疼痛程度指定为 [Y],且性别、药物和性别*药物指定为 JMP 样本数据集“Analgesics.jmp”的模型效应时,报表的效应大小。

η2和ω2在方差分析中被称为效应大小,但当解释变量是连续的时,它们也可以应用于线性模型。
在 JMP 中(JMP 17 及更高版本)
在“拟合模型”部分的“效应检验”报告中,右键单击统计部分并选择选择列 > η 2或 ω 2 。

计算式
η2和ω2是显示该因素对总方差的解释程度的指标。例如,使用以下公式计算性别的效应大小:
性别的η2 = 性别的平方和 ÷ 总(校正)平方和
= 73.808 ÷ 338.573 = 0.218
这显示了总方差(平方和)中有多少比例是由性别解释的。 0.218 表示性别解释了 Y 中 21.8% 的变异。
η2是一个容易计算、容易理解的指标, ω2是其偏差修正版本。公式将被省略,但也可以根据“效应检验”和“方差分析”中显示的统计数据来计算。
效应大小估计
对于η2和ω2的值提出的指导原则是,小效应大小为0.01,中等效应大小为0.06,大效应大小为0.14,但这些也只是指导原则。
概括
ASA《统计显著性与P值声明》指出,“科学结论、商业和政策决策不应该仅仅基于P值是否超过某个值”。
近年来,学术论文越来越多地被要求除了 p 值之外还包括置信区间和效应大小。
最好记住这里介绍的效应大小是除假设检验之外的评估方法之一。
作者:Naohiro Masukawa(JMP 日本)
Naohiro Masukawa - JMP 用户社区