외생변수의 통제,실험연구의 타당도

안녕하세요?. 보니 입니다 :) 저는 아동학을 전공하고 아동학 학위 취득 및 보육교사 2급 자격증을 소지하고 있습니다. 이번에 아동 관찰 및 행동 연구에 관련된 내용을 기재하려고 하니, 아동학을 공부 중이거나 관심이 있는 분에게 도움이 되길 바랍니다! 

아동 관찰 및 행동 연구 

저자 : 이순형 외 제4장 실험연구 4) 외생변수의 통제 통제는 연구자의 관심 대상인 독립변수를 제외하고 종속변수의 변화에 영향을 줄 수 있는 다른 변수, 즉 외생변수의 영향을 제거하는 것을 말한다. 외생변수가 적절하게 통제된다면 종속변수에서 나타나는 집단 간 차이점은 독립변수에 의한 것으로 생각할 수 있을 것이다. 가장 원칙적인 방법으로는 조작되는 변수 이외의 종속변수에 영향을 줄 수 있는 외생변수를 물리적으로 제거하는 방법이 있다. (Best & khan, 2006). 그러나 이 방법을 인간 행동 연구에 적용하는 데는 한계가 있고 범위나 법주를 통제의 목적으로 제한할 경우 연구 결과의 일반화가 어려운 단점이 있다. 실험방법을 통해 아동을 연구할 때 실제로 외생변수 통제에 효율적인 방안을 살펴보면 다음과 같다. (1) 무선화 무선화란 연구 참가자가 모집단으로부터 무작위로 선정되는 것, 선정된 참가자가 실험집단에 무작위로 배치되는 것, 어느 집단에 실험 처치를 할 것인가를 무작위로 결정하는 것을 모두 포함한다. 무선화는 체계적인 오류를 제거하고 외생변수의 영향을 최소화할 수 있는 가장 효과적인 방법인데, 이는 무선 배치를 통해서 실험집단 간에 생길 수 있는 차이를 표집오차의 범위로 만들기 때문이다. 특히 참가자를 무작위 포집할 수 없다고 해도 그들을 집단에 무선으로 배치하는 것은 어렵지 않으므로 실험연구에서 무선 배치는 외생변수를 통제할 수 있는 현실적인 방법이다. 따라서 집단 간 동질성에 직접 관련된 무선 배치는 실험연구를 실시하는 데 있어 가장 중요한 개념이라고 할 수 있다. 

무선으로 형성된 처치집단의 실험연구

무선으로 형성된 처치집단은 실험연구의 독특한 특성으로 볼 수 있는데 참가자를 실험집단에 무선 배치할 때는 난수표를 이용하는 것이 보편적이다. (2) 짝짓기 무선 배치가 어려울 경우 실험집단 간의 동질화를 위해 짝짓기 방법을 사용할 수 있다. 짝짓기는 족속 변수에 영향을 줄 수 있는 하나 또는 그 이상의 변수에 대해 집단을 동등하게 하기 위한 기법이다. 즉, 처음부터 비슷한 특성을 갖는 연구 참가자들을 서로 짝지어서 각각 실험 집단과 통제집단에 배치함으로써 두 집단을 동질적으로 만드는 것이다(장휘국, 한 전환, 2005). 짝짓기의 구체적인 방법은 세 가지로 나누어 볼 수 있다. 첫째, 모든 실험집단에서 외생변수의 수준을 일정하게 고정하는 방법이 있는데, 성차가 있는 연구에서 남아 또는 여아로만 연구를 할 수 있다. 이 방법은 통제가 수월하나 연구 결과의 일반화가 제한되고 외생변수가 한 개 이상인 경우에는 짝짓기가 어렵다는 단점이 있다. 둘째, 통제변수를 알고 있는 경우 참가자를 통제변수에 따라 사례별로 실험집단 수만큼 짝짓기한 후에 실험집단에 무선 배치하는 방법이 있다. 이를테면, 두 집단 간의 학업성취도를 연구할 때 아동의 지능이 통제해야 할 외생변수라면 참가자의 지능 수준에 따라서 두 명씩 집단을 만든다. 각 집단의 두 사람은 무선 배치를 통해서 실험집단이나 통제집단에 들어가게 된다. 셋째, 특정 외생변수에서 분포가 동일한 집단을 필요할 수만큼 선정하고 그 집단에 속한 사람들을 모두 연구 참가자로 하는 방법이 있다. (이운해, 이밀리, 박소연, 2006). 예를 들어, 아동의 인지 연구에서 지능이 종속변수에 영향을 준다고 생각되면 지능에서 동일한 평균과 표준편차, 분포 형태를 보이는 집단을 구성하여 실험집단과 통제집단의 동질성을 높인다. 이 방법을 사용하면 집단으로 짝짓기가 이루어지므로 사례별로 짝짓기와 같은 탈락자 발생을 막을 수 있으나 집단 간 동질성의 정도가 불확실하여 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. (3) 공 변량 분석 사전에 외생변수의 통제가 불가능한 경우, 실험이 끝난 후에 자료 분석과정에서 외생변수의 영향을 통계적으로 제거하는 방법이 공 변량 분석이다. 공 변량 분석은 초기의 차이점에 대한 종속변수의 점수를 조정함으로써 가능하다. 즉, 초기 사전검사에서 이 차이만큼 사후검사의 점수를 조절하려는 경우에 사용된다. 공 변량 분석은 하나 또는 그 이상의 변수들에 대해 동등하게 무선으로 형성된 집단을 위한 통계적인 방법이다. 그러나 공 변량 분석이 보편적으로 유용한 것은 아니며 독립변수와 공 변량 변수가 선형적 관계일 때 가능하다.

실험연구의 타당도

3. 실험연구의 타당도 이미 언급한 것과 같이, 종속변수의 수행에 영향을 미치는 통제되지 않은 외생변수는 실험의 타당도를 위협한다. 실험연구에서 종속변수의 변화가 실제로 독립변수를 조작하였기 때문에 얻어진 결과라면 내적 타당도가 높은 연구로 볼 수 있고, 그 결과들이 실험적인 장면을 넘어서 개인이나 정황에 일반화될 수 있다면 외적 타당도가 높은 연구로 간주한다. 1) 내적 타당도 내적 타당도는 '두 변수 간의 인간관계를 추론할 수 있는 정도'라고 Cook 과 Campbell(1979)과 말하고 있다. 내적 타당도는 종속변수에 영향을 주는 독립변수 이외의 다른 위협이나 요소들과 연관되어 있는데, 다시 말해 실험연구 결과가 어느 정도로 독립변수에 기인한 것인가에 대한 문제다. 실험연구에서 두 변수 간에 인과관계가 있다고 결론짓기 위해서는, 우선 독립변수과 족속 변수와 관련되어 있다는 증거가 있어야 하고 시기적으로 독립변수는 종속변수보다 선행되어 발생해야 한다. 그러나 그것은 인과관계의 추론을 위한 충분조건은 아니다. 외생변수에 의해서 영향받지 않은 종속변수의 변화만을 독립변수에 의한 결과로 볼 수 있기 때문이다. 실험의 내적 타당도는 외생변수의 철저한 통제를 통해 형성된다. 따라서 실험의 내적 타당도를 저해할 수 있는 외생변수의 성격을 파악하여 이를 통제하기 위한 주의를 기울이는 것이 필요하다.