실험설계의 종류 - 사전실험설계

1. 실험설계 

2) 실험설계의 종류

  실험설계란 관심요인(변수)들 간의 관례를 명확하게 규명하기 위하여 효과적인 연구와 분석을 구상하고 계획하는 것을 말한다. 구체적으로 실험설계는 연구자가 관심을 가지고 있는 현상을 분석하기 위하여 실험변수를 결정하고, 외생변수를 통제하며, 결과변수를 측정하여 분석한 결과를 일반화하고자 하는 일련의 과정이다. 

  이러한 실험설계에서는 실험결과의 일반화에 영향을 미치는 외생변수의 완벽한 통제와 모집단을 정확하게 대표할 수 있는 표본을 선정하는 것이 가장 중요하다. 그러나 대부분이 실제상황에서는 완벽하게 외생변수를 통제하거나 모집단을 정확하게 대표할 수 있는 표본을 선정한다는 것이 거의 불가능하다. 따라서 연구의 효율성을 감안하여 주어진 상황에서 가장 효과적인 통제수준과 표본 추출과정을 결정하여 실험을 설계하고 연구할 수 밖에 없다. 

  실험을 얼마나 엄격하게 통제하며 진행할 수 있는가에 따라, 즉 실험과정의 통제수준 정도에 따라 실험설계는 원시실험설계, 순수실험설계 그리고 유사실험설계로 구분된다.

 

실험설계의 구분

(1) 사전실험설계

  사전실험설계는 독립변수를 조작하기 어렵고 실험대상을 무작위화 할 수 없는 등 실험적 통제가 거의 불가능하기 때문에 인과관계를 규명하는 데는 취약한 방법이다. 따라서 가설의 검증보다는 순수실험설계를 하기 전에 문제의 도출을 위하여 시험적으로 실시하는 탐색조사의 성격을 지닐 때가 많다.

 

① 원시실험설계

  원시실험설계는 위의 표에서 요약되었듯이 실험상 외생변수의 통제가 거의 이루어지지 않으므로 인과관계를 비롯하여 변수 간의 관계를 정확하게 연구하기에는 부적합한 실험설계에 속한다. 따라서 원시실험설계는 가설을 검정하기보다는 문제를 도출하거나 문제를 명확하게 규명하기 위한 순수실험설계를 수행하기 전에 실행하는 일종의 탐색적 연구와 같은 성격을 띠고 있다. 

 

㉮ 단일집단 사후실험설계

 단일사례연구라고도 하며, 실험대상을 실험변수에 노출시킨 후 실험결과를 사후적으로 한 번만 측정하는 방법이다. 이 실험은 실험과 관련된 변수들을 조작할 수 없고, 또한 실험대상은 실험자에 의하여 임의로 선정되기 때문에 그 결과를 일반화하는 데에는 무리가 있다. 사후적으로 결과를 측정하는 실험설계이다. 이를 그림으로 나타내면 다음과 같다. 

단일집단 사후실험설계

  예를 들어, TV 선거방송의 효과를 연구하기 위하여 사후실험설계를 이용하는 경우, 전국 14개 권역에 거주하며 전날 선거방송을 시청하였다고 응답한 유권자들 중에서 임의로 300명을 선정한 후 선거방송의 내용을 기억해 보도록 하거나, 선거방송의 일부 내용을 언급한 후 그에 관한 구체적인 질문을 해봄으로써 선거방송의 효과를 측정하는 것이다. 이와 같은 실험설계에서는 선거방송의 효과를 서로 비교통제할 통제집단이 없으며 대상의 무작위 선정이 이루어지지 않는다는 단점이 있다. 비교적 단순한 실험걸계로 연구가 가능하기 때문에 사전측정이 필요없는 신상품 테스트나 구매의향 연구 등과 같은 탐색적 연구에서 많이 사용되고 있다. 

 

㉯ 단일집단 사전사후측정설계

  이 설계방법은 실험변수를 도입하기 전과 후의 결과변수를 측정하여, 그 차이로 실험변수의 효과를 측정하는 방법이다. 그러나 이러한 실험 역시 외생변수에 대한 통제가 이루어지지 않기 때문에 그 차이를 정확한 실험변수의 효과만이라고 단정 할 수 없다. 이러한 실험설계를 그림으로 나타 내면 다음과 같다. 

 

단일집단 사전사후실험설계

  앞의 예에서 선거방송을 노출 전에 후보별 지지율을 측정하고, 선거방송을 노출한 뒤 다시 후보별 지지율을 측정하여 그 차이를 분석함으로써 선거방송 노출에 대한 효과를 측정하는 경우가 이에 해당한다. 이 방법은 단일집단 사후설계에 비하여 독립변수의 효과를 측정하는 데는 보다 좋은 방법이나, 여전히 우연적 사건, 성숙효과, 실험대상의 소멸, 시험효과, 측정수단의 변화 등 외생변수들의 영향이 통제되지 않고 있기 때문에 내적타당성의 문제가 있다. 

 

㉰ 집단비교설계

  집단비교설계는 실험변수에 노출되는 집단과 노출되지 않는 집단 간의 결과변수값의 차이로 실험변수의 효과를 측정하는 방법이다. 

  예를 들어, TV 선거방송의 효과를 측정하는 경우 실험집단은 선거방송에 노출시키고, 통제집단은 선거방송에 노출되지 않은 상태에서 각 그룹별로 지지율을 측정하여 그룹 간 지지율의 차이로 선거방송에 의한 실험효과를 측정하는 것이다. 그러나 이러한 집단비교설계 또한 대상집단의 무작위화를 전제로 하지 않기 때문에 대상집단 자체의 이질성으로부터 발생하는 차이와 실험대상의 소멸과 같은 외생변수를 통제할 수 없다는 문제가 있다. 

집단비교 설계

  이 실험설계는 실험대상을 두 집단으로 나누어 측정하였기 때문에 외생변수의 일부를 제거할 수 있다. 그러나 이 방법은 실험의 간편성과 시간 및 비용의 절감효과가 있기 때문에 실제로 사회과학 조사에서 많이 활용되고 있다. 

 

<참고문헌>

이훈영교수의 연구조사방법론, 이훈영, 도서출판 청람.

사회과학조사방법론, 채서일, 비앤엠북스.