실험설계 기본 요소

 [ 목차 ]
  1. 변수 및 가설
  2, 변수들간의 상호작용과 조작적 정의 및 측정
  3. 실험설계, 내적타당도 및 외적타당도

1. 변수 및 가설

변수(variable)란 하나의 개념을 대표하는 상징으로 그것이 대표하고 있는 특성이 갖는 값이나 강도, 크기의 차 이를 나타낼 수 있어야 합니다. 변수는 실험설계에서 연구목적이나 내용에 따라서 독립변수(실험변수), 종속변수(결과변수), 외생변수(통제변수)로 나누어질 수 는데 독립변수(ndependent variable)는 관찰하고자 하는 현 상의 원인이라고 가정한 변수입니다. 종속변수(dependent variable)는 독립변수의 영향을 받아 변화되리라고 가정한 변수를 말합니다. 또한 실험에서는 실험자가 변수의 값을 인위적으로 조작하는 실험변수가 독립변수가 되며, 실험변수의 변화에 따라 일어난 영향을 측정하게 되는 결과변수가 종속변수가 되는 것입니다. 원인변수로 작용하여 결과변수에 영향을 미칠 수는 있지만 독립변수에 포함되지 않은 변수들을 외생변수라고 하며, 종속변수에 대한 영향이 통제되어야 한다는 점에서 통제변수라고도 합니다.

가설 (hypothesis)이란 두 개 또는 그이 상의 변수들 간의 관계를 나타내는 문장으로서 실험을 통하여 밝히고자 하는 현상을 요약한 문장입니다. 보통 가설은 'A이면 B이다'의 선언문의 형식을 띠게 되며, 실험을 통하여 변 수들 간의 관계를 정확히 밝히기 위해서는 올바른 가설을 구성해야 합니다.

2. 변수들 간의 상호작용과 조작적 정의 및 측정

일반적으로 실험에서 단 하나의 독립변수와 종속변수만을 포함하는 경우는 드물고, 대부분의 경우 두 개 또는 그 이상의 독립변수에 의해 나타나는 효과를 관찰하게 됩니다. 이때 두 개 이상의 독립변수들이 작용함으로써 나타날 수 있는 문제를 변수들 간의 상호작용효과라고 합니다.

변수들 간에 인과관계가 있다고 하는 가설은 검증이라는 과정을 거쳐야 하는데 이를 위하여는 각 변수들의 특성을 측정해야 합니다. 그러므로 실험변수와 결과변수의 특성의 정도를 측정하지 못하면 실험을 통한 가설의 검증은 불가능한 것입니다. 또한 변수는 하나의 개념에 숫자를 부여한 것이라고 하였는데, 이는 일정한 측정도구에 의해서 얻어낸 값을 부여함을 의미하는 입니다.

가설에 포함된 개념(변수)들을 측정하기 위해서 거쳐야 하는 첫 단계가 바로 조작적 정의, 즉 측정을 위하여 추상적인 개념을 현실세계의 구체적인 현상과 연결시키는 과정입니다. 예를 들어 '여자가 남자보다 동정심이 많다'라는 가설을 검증하기 위해서 성별이라는 변수와 동정심이라는 변수를 측정한다고 했을 때 동정심을 측정하기 위한 방법으로 사람들이 지하도입구의 거지소년에게 자선을 베푸는 정도로 동정심을 측정하였다고 가정해 보겠습니다. 물론 동정심을 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있을 수 있지만 이 경우의 동정심 측정을 위한 조작적 정의는 “거지 소년에게 자선을 베푸는 행위"가 되는 것입니다. 특히 사회과학 분야에서는 추상적인 개념에 해당되는 변수들이 많은 관계로 이를 정확히 측정하기 위한 조작적 정의를 개발하지 않으면 안 될 경우가 많이 있습니다.

3. 실험설계, 내적타당성 및 외적타당성

실험설계는 관련된 변수들 간의 인과관계를 밝히기 위한 것이므로 앞서 설명한 변수들 간의 인과관계의 규명과 관련된 몇 가지 기본적인 요소들에 대한 이해가 선행되어야만 구체적인 실험설계방법에 대한 논의가 이루어질 있습니다.

내적타당성은 측정된 결과가 과연 실험변수의 변화 때문에 일어난 것 인가에 관한 문제입니다. 만약 결과변수의 변화가 순수한 실험변수의 영향에 의해서만 일어난 것이라면 그 실험은 내적타당성이 높다고 할 수 있습니다. 그러므로 내적타당성을 높이려면 가능한 한 순수한 실험변수에 의한 효과만을 정확히 추출해 낼 수 있는 실험설계가 필요할 것이며 이를 위해서는 외생변수들의 통제를 철저히 할 필요가 있습니다. 외적 타당성은 결과의 일반화와 관련된 문제로서 결과의 적용대상과 시간적•공간적인 확장과 관련된 것입니다. 이러한 외적타당성을 높이기 위해서는 최대한 현실과 맞는 조건에서 실험이 이루어져야만 합니다. 만약 내적타당성을 높이기 위해서 실험조건을 엄격히 통제한다면 실험상황이 현실과 유리될 수 있어서 그 실험결과를 현 실적인 상황에 일반화시키는데 문제가 발생할 수 있습니다.

내적타당성과 외적타당성은 서로 상충된 면을 지니고 있다고 할 수 있습니다. 실험의 의의를 찾기 위해서는 우선 내적타당성이 높아야 하겠으나, 실제로 사회과학의 문제를 해결하기 위해서는 내적타당성과 외적타당성이 균형을 유지할 수 있는 실험설계가 필요합니다.