제 4 장실험설계

Zhazira Toleutai 1122025

Yerkin Ybyraiym 1122024

제 4 장실험설계

제 1 절 실험설계의 의의 제 2 절 실험설계의 타당성 제 3 절 실험설계의 종류

제 1 절 실험 설계의 의의

실험 설계 (experimental design) 의 정의 복잡한 사회현상 중 연구목적상 관심이 있는

요소 ( 변수 ) 들만을 선별하여 그들간의 인과관계를 집중적으로 관찰 . 분석하는 방법

엄격하게 상황을 통제한 상태에서 원인변수( 독립변수 ) 를 의도적으로 조작함으로써 나타나는 결과변수 ( 종속변수 ) 의 변화를 관찰하는 방법

실험 설계의 기본조건 독립변수의 조작 : 연구의 초점이 되는 현상의 원인이

되는 변수를 실험자가 인위적으로 변화시키는 것 외생변수의 통제 : 실험의 정확성을 높이기

위해서는 외생변수의 영양을 체계적으로 방지 또는 제거할 수 있도록 실험으로 설계해야 함 .

외생변수 : 연구의 대상이 되는 현상과 관련된 실험변수와 결과변수 이외의 기타변수로서 , 결과변수에 영양을 미칠 수 있는 변수

실험대상의 무작위화 (randomization): 실험대상을 무작위로 선정함으로써 실험의 결과를

모집단 전체로 일반화할 수 있음

제 2 절 실험설계의 타당성

타당성 (validity): 측정하고자 하는 바를 정확히 측정했는가에 대한 개념

실험설계의 타당성 : 실험설계를 통해 해당 가설이나 연구문제를

얼마나 정확하게 검증할 수 있는지에 대한 것 실험과정에서 외생변수들의 영양이 통제되어

변수간의 관계가 정확히 검증되고 실험결과가 일반화될 수 있는지에 대한 것

1. 내적타당성과 외적타당성

내적타당성 (internal validity): 측정된 결과가 과연 실험변수의 변화 때문에 일어날 것인가에 관한 문제 . 외생변수의 통제를 통해 달성됨

외적타당성 (external validity): 실험결과의 일반화와 관련된 문제로 , 결과의 적용대상 , 시점 , 상황의 확정과 관련된 것 . 초대한 현실과 맞는 조건에서 실험을 수행함으로써 달성됨

2. 타당성의 저해요인 : 외생변수

a. 우연적 사건 (history): 연구자의 의도와는 관계없이 일어난 사건으로 결과변수에 영향을 미칠 수 있는 사건

b. 성숙효과 (maturation effect): 실험 기간 중에 실험집단의 특성이 변화함으로써 결과변수에 영향을 미치는 경우

c. 시험효과 (testing effect): 주시험효과 ( main testing effect): 동일한

측정을 반복함으로써 일어나는 현상Ex: TOEIC 시험 O0 X O1

상호작용시험효과 (interaction testing effect): 실험변수를 가하기 전에 실시한 결과변수에 대한 측정이 실험변수에 영향을 미치게 되어 나타나는 현상

d. 측정수단의 변화 (instrumentation): 측정자나 측정방법이 달라짐으로써 측정결과에 영향을 미치는 현상

e. 통계적 회귀 (statistical regression): 평균의 법칙 ( 같은 현상을 몇 번 측정하면 그 값들이 평균치로 수렵하려는 특성 ) 으로 인해 발생

f. 표본의 편중 (selection bias): 두 집단을 비교하는 경우 두 집단이 원초적으로 이질적인 집단이었다면 실험의 효과를 정확히 추출할 수 없음

g. 실험대상의 소멸 (mortality): 실험대상으로 선정되어 실험을 했던 대상이 실험기간 중에 소멸되는 경우 발생

h. 인과방향의 모호성 (causal time order): 변수에 대해 어느 것이 원인이고 어느 것이

결과인지가 불분명한 경우 발생

i. 실험변수의 확산 또는 모방 (diffusion or imitation of treatments): 실험집단이 서로간에 이사소통이 가능한 경우 서로의 정보에 영향을 받아 진정한 통제집단의 역할을 하지 못함 . 이 경우 내적타당성이 저하를 받게 됨

j. 실험변수의 효과를 상쇄하는 보상(compensation): 통제집단으로 분류되어 손해가 발생하는 경우가 있다 . 이 경우에 그러한 손해에 대한 보상을 다른 방법으로 주게 되어 순수한 통제집단으로 서의 효과를 잃게 됨

k. 실험목적에 대한 예상 : (demand artifact): 실험과정에서 실험의 목적을 파악하고 조사자가

의도하는 방향으로 행동하는 경우l. 보상적인 대항 (rivalry) 혹은 자기저하

(demoralization): 통제집단에 속하게 되어 독립변수에 노출되지 않은 실험대상들의 경우에 실험집단과의 경쟁의식에서 열심히 노력해서 그에 대한 보충을 하려는 경우 , 또한 반대로 실험집단에서 제외되었다는 실망감으로 인해서 통제집단의 구성원들 안에서 자포자기해 버리는 현상

3. 외생변수의 통제방법

a) 제거 : 외생변수가 될 수 가능성이 있는 변수를 제거하여 외생변수이 영향을 실험상황에 개입하지 않도록 함

b) 균형화 : 실험집단과 통제집단의 동질성을 확보하기 위한 방법으로 균형화가 이루어진 후 두 집단 사이에 나타나는 종속변수의 수준 차이는 독립변수 만에 의한 효과로 간주

c) 상쇄  : 하나의 실험집단에 두 개 이상의 실험변수가 가해질 때 사용하는 방법 즉 외생변수가 작용하는 강도가 다른 상황에 대해서 다른 실험을 실시하여 비교함으로써 외생변수의 영향을 통제

d) 무작위화 : 조사대상을 모집단에서 무작위로 추출함으로써 연구자가 조작하는 독립변수 이외의 모든 변수들에 대한 영향력을 동일하게 하여 , 동질적인 집단으로 만들어 줌 . 이는 실험대상의 무작위화는 외생변수의 통제를 통해 내적타당성을 높여 줄 뿐만 아니라 , 실험결과의 일반화 가능성을 높여 주어 외적 타당성을 유지시키는 데도 필요함

제 3 절 실험설계의 종류

실험설계는 논의한 실험설계의 기본 요소들을 얼마나 갖추고 있는가에 따라 크게 네 가지 실험설계로 구분된다 : 사전실험설계 순수실험설계 유사실험설계 사후실험설계

1. 사전 실험설계 (pre-experimental design)

사전 실험설계는 독립변수를 조작하기 어렵고 실험대상을 무작위화 할 수 없는 등 실험적 통제가 거의 불가능하기 때문에 인과관계를 규명하는 데는 취약한 방법이다 .

단일집단 사후측정설계 : __________________________ X 01

_______________________________________

단일집단 사전사후측정설계 _______________________________

00 X 00 ___________________________________________

비교집단설계 : 실험집단 (experimental group : EG) : 독립변수를 가하는

집단 통제집단 (control group :CG) : 독립변수 가하지 않는 집단 __________________________________________ 실험집단 (EG): X 01

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

통제집단 (CG): 02______________________________________________________

독립변수의 효과 : 01 - 02

2. 순수실험설계 (true experimental design):

실험대상의 무작위화 , 실험변수의 조작 , 노출시키 및 결과변수의 측정시기통제가능 . 외생변수의 영향을 효율적으로 제거할 수 있는 실험설계 . 통제집단 사전사후측정설계 : (pretest-

posttest control group design)실험집단에만 사전측정을 함으로써 실험자가 받아들이는 독립변수의 강도에 영향을 미치는 상호작용시험효과가 발생할 가능성이 있음 .

통제집단 사후측정설계 (posttest-only control group design) :  사전측정을 하지 않기 때문에 시험효과 등 외생변수의 개입을 방지할 수 있는 반면 , 실험대상들의 반응에 있어서 변화과정을 파악할 수 없고 , 두 집단의 최초상태가 동질적임을 보장하기 어렵다는 단점이 있음

솔로몬의 4 집단설계 (Solomon four-group design) :  이 설계방법은 다른 설계방법에서는 불가능한 각종 외생변수의 영향을 완벽히 분리해낼 수 있다는 것이 가장 큰 장점

3. 유사실험설계 ( quasi-experimental design)

유사실험설계는 실험실 상황이 아닌 실제 상황에서 독립변수를 조작하여 연구하는 설계를 말하는 것으로 , 현장실험설계 (field experimental design) 이라고도 함

비동질 통제집단 설계 동류집단설계 단일집단 반복실험설계

1) 비동질 통제집단 설계 비동질 통제집단 설계는 실험대상을

실험집단으로 나 눌 수 있으나 , 무작위화를 통한 동질화가 일어지지 않은 경우를 말하는 것으로 , 외생변수의 영향이 순수 실험설계보다 크고 일을 통제하기도 어렵다

a) 비동질 통제집단 사전사후측정설계 이 설계는 사회 과학에서 가장 빈번히 사용되는

유사 실험 방법으로 , 일반적으로 더 바람직한 다른 조사설계방법이 존재하지 않는다고 판단될 떼는 이 방법을 사용하는 것이 무난하다 .

b) 비동질 통제집단 유사사전측정설계 사전조사가 불가능한 경우에 주로 사용되는

방법 .c) 비동질 통제집단 유사사전사후 분리설계 사전 측정이 사후측정에 특히 커다란 영향을

미치는 경우 , 즉 주시험 효과가 확실하게 나타나리라고 예상되는 경우에 사용하는 방법

d) 비동질 통제집단 반복사전 측정설계 사전 측정을 2 회 이상 수행함으로 써 , 두

집단을 사용하는 실험설계에서 내적 타당성을 저해하는 가장 큰 외생변수인 편중성숙효과를 어느 정도 까지 배제할 수 있는 실험설계방법

e) 비동질 통제집단 역실험 사전사후측정설계 서로 반대의 효과를 가진 두 개의 독립변수의

영향력을 알아보기 위한 모델 .

2) 동류집단설계 시간이 경과해도 비슷한 특성을 보이는

실험대상 집단들이 서로 다른 경험으로 인해 차이가 발생할 경우 , 이 차이를 통하여 알고자하는 변수의 효과를 측정하는 방법을 동류 집단 설계라 한다

a) 동류집단 분리설계 독립변수의 노출정도를 변화 시킬 수 있다는

것은 각 동류집단에 독립변수를 차이가 나게 줄 수 있다는 것으로 , 결국 독립변수의 의해서 집단을 분리 할 수 있다는 것

b) 동류집단 비분리설계 실제로는 독립변수의 노출 정도를 기준으로

대상들을 분리할 수 없는 경우가 많이 있다3) 단일집단 반복실험설계 조사대상을 실험집단과 통제집단으로 나눌 수

없고 독립변수의 효과가 일시적이거나 변화될 가능성이 있을 때 사용하는 방법 .

a) 독립변수 제거 설계 실험집단과 통제집단을 구분할 수 없고 ,

독립변수의 효과가 일시적이거나 통제 집단에 대해 따로 측정하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있을 때 사용하는 방법 .

b) 독립 변수 반복설계 독립변수를 제거한 후 재부여하는 방법으로 ,

표본집단의 수가 적으면서 독립변수의 효과가 일시적으로만 지속되고 독립변수를 반복적으로 노출시키더라도 독립의 효과를 방해할만한 요인이 없다고 생각될 때에 사용할 수 있는 방법 .

c) 실계열설계 독립변수를 노출 시키기 전후에 일정한 기간을

두고 정기적으로 몇 차례종속변수의 대한 측정을 하는 방법

4. 사후실험설계 (ex-post facto research design):

독립변수를 조작 할 수 없는 상태 또는 이미 노출된 상태에서 변수들간의 관계를 검증하는 방법 .

사후실험설계의 유형 : 현장연구 회고연구 전망연구

감사합니다 ^_^