실험설계의 종류 - 유사실험설계

1. 실험설계 

2) 실험설계의 종류

실험설계에 사용되는 부호와 의미

(3) 유사실험설계

  유사실험설계는 실험실 상황이 아닌 실제 상황에서 독립변수를 조작하여 연구하는 설계를 말하는 것으로, 현장실험설계라고도 한다. 

  앞에서 설명한 순수실험설계는 여러 가지 실험조건이 까다롭기 때문에 실제상황에서 손쉽게 계획하고 실행하기가 어렵다. 또한, 실제 실무에서는 실험실에서처럼 통제된 상황이 있을 수 없기 때문에 실험실에서 얻는 결과를 실무에 적용하기가 쉽지 않다. 반면에, 무작위화를 무시한 원시실험설계는 비교적 현실적이나, 외생변수의 통제가 거의 이루어지지 않는 단점이 있다. 

  따라서 이렇게 서로 상반되는 문제점들을  가지고 있는 실험설계방법들을 서로 절충하여 극단적인 문제를 극복하기 위한 실험설계방법으로 널리 사용되는 방법이 유사실험설계이다. 즉, 실제상황에서는 순수실험설계에서 요구되는 조건을 완벽하게 갖추기 어렵기 때문에 실험자가 인위적으로 실험상황을 조작하여 실험을 설계하는 것을 말한다. 순수실험설계에서는 실험자가 실험변수의 노출시점과 대상 그리고 측정시점을 통제하고, 실험집단과 통제집단을 모두 무작위로 선정할 수 있는 반면에 유사실험설계에서는 측정시점과 대상에 대한 통제만이 가능하다. 

  유사실험설계의 장점은 첫째, 실제 상황에서 이루어지므로 다른 상황에 대한 일반화 가능성(외적타당성)이 높다. 둘째, 일상생활과 동일한 상황에서 수행되므로 이론 검증 및 현실 문제해결에 유용하며, 복잡한 사회적 · 심리적 영향과 과정변화 연구에 적절하다. 

  한편 단점으로는 첫째, 현장 상황에서는 대상의 무작위화와 독립변수의 조작화가 어려운 경우가 많다. 둘째, 실제 상황에서의 실험이므로 독립변수의 효과와 외생변수의 효과를 분리해서 파악하기 힘들다. 셋째, 측정과 외생변수의 통제가 어려우므로 연구결과의 정밀도가 떨어진다. 따라서 유사실험설계는 순수실험설계보다 현실성 · 일반화능력은 좋으나, 통제력이 훨씬 약하기 때문에 인과관계의 명확한 규명은 다소 뒤떨어진다고 할 수 있다. 

 

① 2집단 사전사후실험설계

  2집단 사전사후실험설계는 연구대상을 실험집단(EG)과 통제집단(CG)으로 분류할 수는 있으나 실험대상자를 각 집단에 무작위로 배정할 수 없을 경우에 행하는 실험설계이다. 즉, 순수실험설계에 속하는 통제집단 사전사후실험설계와 같으나 대상을 무작위로 통제집단과 실험집단에 할당하는 대상의 무작위화만 실행되지 않는 실험설계이다. 

  이 실험설계를 이용하면 우발적 사건과 주시험효과 등과 같은 외생변수들을 통제할 수 있으나, 집단이 무작위로 선정되지 않았기 때문에 발생할 수 있는 표본의 편중이나 통계적 회귀와 같은 외생변수들의 영향을 제거하기는 어렵다. 비록 이 실험설계 방법이 순수실험설계에 속하는 통제집단 사후실험설계보다는 실험결과에 대한 타당성이 떨어질 수 있다는 단점이 있으나, 실제상황에서는 실험대상을 무작위로 추출하거나 피실험자를 통제하는 것이 매우 어려운 경우가 많기 때문에 실무에서는 이 방법이 널리 사용되고 있다. 

 

② 시계열실험설계 

  시계열실험설계는 실험조건상, 연구대상을 실험집단과 통제집단으로 분류할 수 없을 경우에 사용하는 방법으로 통일한 실험대상에 대하여 실험변수를 도입하기 전과 후의 반응을 나타내는 결과변수를 일정한 간격을 두고 반복적으로 측정하여 이들 간의 차이로 실험효과를 측장하는 방법이다. 예를 들어 동일한 실험대상이 되는 집단을 패널로 유지하면서, 새로운 서비스 촉진을 실시하기 전과 후의 고객 반응을 추적하여 여러 번 측정함으로써 서비스 촉진이라는 실험변수의 효과를 측정하는 방법이다 

 

③ 반복실험설계

  연구대상을 실험집단과 통제집단으로 분류할 수 없고, 실험변수의 효과가 일시적이거나 변화할 가능성이 높은 경우, 동일한 대상에 대하여 일정기간을 두고 실험변수를 반복적으로 적용하여 그 결과를 비교함으로써 실험효과를 측정하는 실험설계방법이다. 즉, 반복적으로 도입되는 실험변수를 중심으로 사전사후측정을 되풀이하는 방법으로 이를 도식화하여 나타내면 다음과 같이 표시할 수 있다. 

 

3) 실험의 타당성 

  실험설걔를 함에 있어서 가장 염두에 두어야 하는 것이 실험의 타당성이다. 실험의 타당성이란 인과관계연구 분석을 통하여 도출된 실험결과가 실험설계의 목적에 얼마나 정확하게 부합되는냐를 나타내는 척도를 말한다. 

 

① 내적 타당성

  내적 타당성은 실험이 실험변수의 효과를 정확하게 측정할 수 있도록 설계되어 외생변수의 통제가 얼마나 잘 이루어졌는가를 나타내는 지표를 말한다. 따라서 실험변수의 결과변수에 대한 정확한 영향을 측정할 수 있도록 모든 외생변수를 효과적으로 통제된 실험설계의 경우 내적 타당성이 높다고 판단한다. 예를 들어, '종업원이 친절할수록 레스토랑의 매출액이 증가한다'는 가설을 실험으로 검증하고자 할 경우에는 종업원의 친절도 이외에 매출액에 영향을 주는 모든 외생변수들을 효과적으로 제거하거나 통제할 수 있어야 계획된 실험의 내적 타당성이 높다고 평가할 수 있다. 즉, 내적 타당성이 충분히 높아야 실험결과를 믿고 받아들일 수 있다. 

 

② 외적 타당성

  외적 타당성은 실험결과를 실험실 밖의 실제상황에서 어느 정도까지 확대 적용할 수 있는가를 나타내는 지표를 말한다. 일반적으로 실험이 현실과 유사하게 설계되면 될 수록 외적 타당성은 높아져 실험실 결과를 일반화하여 실제 사회에 확대 적용할 수 있다. 일반화할 수 있다는 것은 실험의 결과를 다른 대상이나 다른 시기 그리고 다른 상황에도 적절하게 적용시켜 해석하거나 판단 하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 

  그러나 외적 타당성은 앞에 설명한 내적 타당성과 서로 트레이드 오프 관계에 있다. 만약 내적 타당성을 높이기 위하여 실험조건을 엄격히 통제한다면 현실과 동떨어져 실험결과를 일반화시켜 실제상황에 적용시킬 수 있는 외적 타당성이 낮아진다. 반대로, 현실에 가깝게 실험을 설계하여 외적 타당성을 높이면 표본의 무작위화나 외생변수의 통제가 제대로 이루어지지 않기 때문에 실험 자체의 내적 타당성이 낮아져 실험의 결과에 대한 신뢰성이 떨어진다. 따라서 연구자는 이들 내적 타당성과 외적 타당성을 상황에 맞게 적절히 조정하여 적당한 수준으로 실험을 설계하고 연구를 수행하는 것이 필요하다. 

 

<참고문헌>

이훈영교수의 연구조사방법론, 이훈영, 도서출판 청람.

사회과학조사방법론, 채서일, 비앤엠북스.