2) 상관연구
상관연구(Correlational Study)는 변인 간 관계성을 알아보는 데 사용된다. 상관연구의 결과, 변인 간 관계성의 정도는 상관계수(correlation coefficient)라고 불리는 하나의 수치로 표시된다. 상관계수는 -1.00에서 +1.00의 범위를 가지며 「로 표시한다. 상관계수가 양(+)의 값을 가질 때 정적 상관이라 하는데, 이는 두 변인이 동시에 함께 증가하거나 감소하는 경우다. 상관계수가 + 1.00에 가까울수록 강한 정적 상관을 의미한다. 상관계수가 음(-)의 값을 가지면 부적 상관이라 하고, 하나의 변인이 증가함에 따라 다른 하나는 감소하는 경우를 의미한다. 상관계수가 -1.00에 가까울수록 강한 부적 상관을 나타낸다. 상관계수가 0이라면 두 변인 사이에 아무런 관계가 없다는 것, 즉 무상관을 의미한다.
대학생의 성적과 자존감 간의 관계를 연구한다고 하자. 먼저 연구자는 대학생 300명을 무선표집하여 이들의 성적을 조사하고 자존감 수준을 질문지를 사용하여 측정하였다. 그런 후 성적과 자존감 점수 간의 상관을 계산하여 결과를 얻었다고 가정하자. 첫 번째 결과는 성적과 자존감 간에 정적 상관이 나타난 결과다. 이 결과로 우리는 성적이 높으면 자존감 수준도 높을 것으로 예측할 수 있다. 두 번째는 성적과 자존감 간에 부적 상관을 나타낸 것이다. 즉, 성적이 높으면 자존감 수준이 낮을 것으로 예측할 수 있다. 세 번째는 성적과 자존감 간에 무상관을 나타낸다. 즉, 성적과 자존감 수준에는 해석할 만한 아무런 관계성이 없다는 의미다.
상관관계는 그 계수의 크기가 1,00이 아닌 한, 한 변인을 가지고 다른 변인을 예측하는 데 한계를 갖는다. 성적과 자존감 간의 상관계수 +.73 은 성적이 높은 사람이 자존감 수준도 높을 것이라고 예측하게 해 주지만, 성적이 높더라도 자존감 수준이 낮은 사람 또한 있을 수 있다는 것을 의미한다.
이미 언급했듯이 상관관계는 한 변인이 다른 변인의 변화를 야기한다는 것을 의미하지는 않는다. 성적과 자존감 간에 상관이 있다고 해서 성적이 자존감을 증가시킨다고(또는 감소시킨다고) 말할 수는 없다. 왜냐하면 둘 간의 관계에는 사회적 관계, 사회경제적 지위, 성격 등 여러 가지 다른 요인이 영향을 미치고 있을 수 있기 때문이다.
그렇다면 이처럼 완전한 해석이 거의 불가능한 상관연구의 결과는 유용한가? 흡연과 폐암 간의 관계는 상관연구의 결과다(흡연자 중에서도 장수하는 이들이 얼마나 많은가), 그러나 흡연이 폐암을 야기한다고 확증할 수 없다고 하더라도, 상관관계 연구 결과만으로 담뱃갑에 경고 문구를 부착할 필요는 있는 것이다.
3) 실험연구
실험법은 변인 간 인과관계를 규명하기 위하여 사용한다. 즉, 변인 x로 인하여 변인 y가 변화하는가가 전형적인 실험의 연구 문제다. 실험을 실시하기 위해서는 실험의 대상이 되는 표본집단(sample group)을 설정하여야 한다. 표본집단은 사람이 될 수도 있고, 동물이 될 수도 있다. 변인 x가 변인에 변화를 야기하는가를 알기 위하여 연구자는 변인 x를 표본집단에 실시하는데, 이를 '처치(treatment)를 가한다.'고 한다. 처치를 가한 후 y의 변화를 측정하면 처치의 효과를 알 수 있다. 그러나 처치가 변인 y에 변화를 야기하였는가를 명확히 알기 위해서는 처치를 가한 집단의 y와 처치를 가하지 않은 집단의 y를 비교해 보아야 한다. 이때 처치를 가한 집단을 실험 집단이라 하고, 처치를 받지 않은 집단을 통제집단이라 한다.
실험법을 이해하기 위해서 관련 용어를 좀 더 알아보자.
• 독립변인 (independent variable): 실험자가 조작하는 처치변인을 말한다.
• 종속변인 (dependent variable): 실험자가 측정하는 피험자의 반응을 말한다.
• 실험집단(experimental group): 처치를 받는 집단이다. 실험집단의 측정 점수는 처치의 효과가 있는지를 알아보기 위하여 통제집단의 점수와 비교된다.
• 통제집단 (control group): 처치를 받지 않는 집단을 말한다. 처치의 효과가 있는가를 알아보기 위하여 실험집단과 비교된다.
• 연구 가설(research hypothesis); 처치가 종속변인에 영향을 줄 것이라는 예언을 기술한 문장을 말한다. 실험연구의 가설은 항상 인과관계를 표현한 문장의 형식을 갖는다. 예를 들어, 좌절 경험은 공격성을 증가시킬 것이다.'와 같은 형식이다.
실험에서 처치의 효과를 확증하기 위해서는 통제(control)가 중요하다. 통제란 독립변인 이외의 다른 요인들이 종속변인에 영향을 주는 것을 사전에 방지하는 것을 말한다. 예를 들어, 진정제가 기억에 미치는 효과를 검증하기 위한 실험을 한다고 하자. 연구 가설은 '진정제 투여는 기억력을 감소시킬 것이다.'이다. 연구자는 두 집단의 표본을 대상으로 실험집단에는 진정제를 투여하고 통제집단에는 진정제를 투여하지 않았다. 그런 후 각 집단을 대상으로 기억력 검사를 실시하여 점수를 비교하였다. 그 결과 실험집단의 기억력 점수가 통제집단의 기억력 점수보다 의미 있게 낮았다. 이 결과로 진정제가 기억력을 감소시킨다고 결론 내릴 수 있는가?
이와 같은 결론을 확신하기 위해서는 통제집단의 피험자와 실험집단의 피험자는 진정제를 복용하느냐, 하지 않느냐를 제외하고 모든 면에서 동일해야 한다. 다시 말해서 실험집단의 피험자는 진정제를 복용하지만 통제집단의 피협자는 진정제를 복용하지 않는다는 점만 제외하고 기억력에 차이를 야기할 수 있는 다른 모든 변인은 통제되어야 한다. 독립변인(진정제 투여) 이외에 종속변인(기억력)에 영향을 미칠 수 있는 변인들을 가외변인(extraneous variable)이라고 한다. 이 실험에서는 어떤 변인들이 가외변인일까? 가장 중요한 가외 변인은 피험자들이 원래 가지고 있는 기억력의 개인차다. 어떤 사람은 원래 기억력이 뛰어났을 수 있고, 반대로 어떤 사람은 기억력이 좋지 않았을 수 있
다. 이러한 개인차는 진정제의 효과를 불분명하게 한다. 따라서 진정제를 투여하기 전, 두 집단의 기억력에는 차이가 없어야 한다.
가외변인의 통제 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 무선할당 (random assignment)이고 다른 하나는 매칭(matching)이다. 무선할당이란 피험자를 실험집단과 통제집단에 배정할 때 무선적(randonaly)으로 하는 것이다. 무선적이라는 말은
피자는 누구나 실험 집단 또는 통제집단에 배정될 확률이 동일하다는 의미다. 무선할당의 가장 간단한 예는 동전 던지기다. 피험자를 대상으로 동전 던지기를 통해서 앞면은 실험집단, 뒷면은 통제집단으로 할당하는 것이다. 매칭은 실험에서 통제되어야 할 필요가 있는 피험자 특성 및 조건을 미리 조사하여 동일한 특성 및 조건을 가진 사람들을 둘씩 뽑아 한 사람은 실험집단에 다른 한 사람은 통제집단에 배정하는 방법이다. 앞의 실험에서는 실험 전에 기억력검사를 실시하고 기억력의 수준이 동일한 두 명의 피험자를 실험 및 통제집단에 하나씩 배치하면 된다.
실험을 통해 데이터가 수집되면, 연구자는 실험집단의 결과와 통제집단의 결과를 비교하여 차이가 있는 지를 검증한다. 두 집단 간에 차이가 있다면 그 차이는 우연히 나타난 것인가, 아니면 저지에 의한 것인가를 결정해야 한다. 일반적으로 두 집단 간 차이가 우연에 의해 나타났을 확률이 5% 이하일 때 처치의 효과가 있다고 판단한다.