在一项检验大学生心理旋转是否存在性别差异的研究中，若在平面旋转条件下以三维物体和字母R为两种刺激材料，以性别为被试变量，每种实验处理需要4名被试，要求不同性别的被进行匹配判断并记录其反应时。请给出两种实验设计方案并说明每种方案所最少需要的被试数量。