양적연구
질적연구
| 순수실험설계 | 실험군 | 대조군 |
| – 무작위배정 – 실험군, 대조군 사전, 사후 검사 – 실험군, 대조군 변화비교 | 20명 약물실험 사전 통증효과 약물중재후 통증효과 | 20명 위약 사전 통증효과 위약 중재 후 효과 |
| 비동등성 대조군 | 실험군(A병동, 10) | 대조군(B병동, 10) |
| – 무작위 없음 – A병동, B병동 | 아로마중재 사전통증점수 중재 후 사후 통증점수 | 일반간호 사전 통증점수 중재 후 통증점수 |
| 구분 | 순수실험(True Experiment) | 유사실험(Quasi-Experiment) |
| 정의 | 연구자가 참가자를 무작위로 배정하여 인과관계를 검증하는 실험 | 무작위 배정 없이 기존 집단을 그대로 사용하여 인과관계를 검증하는 실험 |
| 핵심 특징 | 무작위 배정(Random Assignment) | 무작위 배정 없음(기존집단 활용) |
| 통제 수준 | 높음(모든 외부 변수 통제 가능) | 낮음(통제가 제한적) |
| 인과관계 증명 | 강력함 | 제한적(인과추론에 한계) |
| 비교 항목 | 순수실험 | 유사실험 |
| 무작위 배정 | 있음(참가자를 무작위로 그룹배정) | 없음(기존학급, 반, 집단 단위로 배정) |
| 통제집단 | 항상 있음 | 있을 수도, 없을 수도 있음 |
| 외부 변수 통제 | 강력하게 통제 가능 | 통제가 어려움(선택편향 가능성) |
| 인과관계 결론 | 확실함 | “관련성” 수준으로 결론 |
| 현장 적용성 | 제한적(인위적 환경) | 높음(자연스러운 환경) |
| 실제 사례 | 실험실 연구, 의학 임상시험 | 교육연구, 정책평가, 현장연구 |
설계:
장점:
단점:
설계 :
– 기존집단사용: 1반(30명)은실험군, 2반(30명)은대조군으로지정
(무작위배정없이기존학급단위로배정)
장점:
단점:
| 단계 | 내용 |
| 참가자 | 모집공고를통해지원한학생40명 |
| 배정 | 무작위로20명(라벤더), 20명(무향) 배정 |
| 장소 | 동일한실험실환경 |
| 절차 | 개별적으로실험실에입장하여10분간향노출후집중력테스트 |
| 결과 | 두그룹간차이가통계적으로유의미한지분석 |
| 단계 | 내용 |
| 참가자 | 기존학급2개(3반, 4반) |
| 배정 | 3반= 라벤더/ 4반= 무향(무작위배정없음) |
| 장소 | 각반교실(자연스러운환경) |
| 절차 | 수업시작전10분간디퓨저가동후집중력테스트 |
| 결과 | 두반의평균점수비교 |
| 추가조치 | 사전집중력테스트를미리실시하여두반의초기수준확인(공변량분석) |
| 구분 | 순수실험 | 유사실험 |
| 장점 | • 인과관계 확실히 증명 가능 • 내적 타당도 높음 • 과학적 엄격성 높음 | • 현실환경에서 실행가능 • 학교, 직장 등 실제상황적용 쉬움 • 참가자 모집과 배정이 간편함 |
| 단점 | • 인위적 환경(자연스럽지 않음) • 무작위배정이현장에서 어려움 • 시간과 비용 많이 듦 | • 인과관계 증명 어려움 • 선택편향(selection bias) 가능성 • 외부변수 통제 어려움 |
Q1. 왜무작위배정이중요한가요?
무작위배정을하면두그룹이실험시작전에동일한상태라고가정할수있습니다. 그래서실험후나타난차이를실험처치(향기) 때문이라고확신할수있습니다.
Q2. 학교에서순수실험을하기어렵다면어떻게하나요?
학교현장에서는유사실험이더현실적입니다. 이경우: 사전검사를실시하여두집단의초기차이를확인
공변량분석(ANCOVA)으로초기차이를통계적으로보정
가능하면통제변수를최대한일치시킴(같은시간대, 같은교사등)
Q3. 내가하는실험이순수실험인지유사실험인지어떻게알수있나요?
참가자를어떻게그룹에배정했는지보면됩니다.
무작위로배정했다→ 순수실험
기존학급/반/집단을그대로사용했다→ 유사실험
이름:___날짜:___
내가알고싶은것은무엇인가요?
예: 페퍼민트향이수업중집중력을높여줄까?
내연구질문:
예측을문장으로써보세요.
예: 페퍼민트향을맡은학생들은무향조건의학생들보다집중력테스트점수가더높을것이다.
내가설:
| 변수종류 | 의미 | 내실험에서의예 |
| 독립변수 | 내가조작하는것 | _______________ |
| 종속변수 | 측정하는결과 | _______________ |
| 통제변수 | 일정하게유지할것들 | 1. _____________ 2. _____________ 3. _____________ |
| 측정항목 | 어떻게측정할까요 | 측정도구/방법 |
| 예: 집중력 | 숫자외우기테스트 | 10개의숫자중정확히외운개수 |
| 1. ________ | _______________ | _______________ |
| 2. ________ | _______________ | _______________ |
| 3. ________ | _______________ | _______________ |
| 단계 | 내용 | 소요시간 |
| 1단계 | _______________ | _____분 |
| 2단계 | _______________ | _____분 |
| 3단계 | _______________ | _____분 |
| 4단계 | _______________ | _____분 |
| 5단계 | _______________ | _____분 |
그룹 a (실험군: ___)
| 참가자번호 | 사전측정 | 사후측정 | 변화량 |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| … | |||
| 평균 | |||
그룹 b (대조군: ___)
| 참가자번호 | 사전측정 | 사후측정 | 변화량 |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| … | |||
| 평균 | |||
향기 농도 조절
휴지기간(Washout period)
실험 환경
데이터 기록
비동등성 시차 설계는 유사실험(Quasi-Experiment)의 한 유형으로, 무작위 배정 없이 기존 집단을 사용하되, 시간 차이(시차)를 두고 실험군과 대조군을 비교하는 설계이다.
핵심 아이디어 : 같은 시점에 비교하는 것이 아니라, 시간을 달리하여 실험군과 대조군의 효과를 비교함으로써 선택 편향(selection bias)을 줄이고자 한다.
| 구분 | 1학기 (3월) | 방학 | 2학기 (9월) |
| 1학기 실험군(A반) | 사전측정 → 라벤더 → 사후측정 | – | – |
| 2학기 대조군(B반) | (아무것도 안 함) | – | 사전측정 → 라벤더 → 사후측정 |
설명:
1학기: A반이 라벤더 향을 경험하고 효과 측정
방학: 충분한 휴지기간 (washout period)
2학기: B반이 동일한 라벤더 향을 경험하고 효과 측정
비교: A반의 효과와 B반의 효과를 비교하되, 두 반의 특성 차이를 고려
| 단계 | 시기 | A반(n=30) | B반(n=30) |
| 1단계 | 1학기 중간고사 1주 전 | 사전 측정 (스트레스 점수, 심박수) | 사전 측정 없음 |
| 2단계 | 1학기 중간고사 3일 전 | 라벤더 디퓨저(매일 30분) | 일반 교실 환경 유지 |
| 3단계 | 1학기 중간고사 당일 | 사후 측정 | 측정 없음 |
| 4단계 | 방학(2개월) | 휴지기간 | 휴지기간 |
| 5단계 | 2학기 중간고사 1주 전 | 측정 없음 | 사전 측정 |
| 6단계 | 2학기 중간고사 3일 전 | 일반 교실 환경 유지 | 라벤더 디퓨저(매일 30분) |
| 7단계 | 2학기 중간고사 당일 | 측정 없음 | 사후 측정 |
| 비교 항목 | 분석 방법 |
| A반의 사전-사후 변화 | A반 내 변화량 확인 |
| B반의 사전-사후 변화 | B반 내 변화량 확인 |
| A반 vs B반의 변화량 비교 | 두 반의 효과 크기 비교 (초기 특성 차이 고려) |
| 장점 | 설명 |
| 선택 편향 감소 | 동일한 중재를 두 집단이 모두 경험하므로, 집단 간 고유한 차이의 영향을 부분적으로 통제 가능 |
| 현장 적용성 높음 | 학교, 직장 등에서 무작위 배정이 어려운 상황에서도 적용 가능 |
| 반복 검증 가능 | 중재 효과가 시간이 지나도 일관되게 나타나는지 확인 가능 |
| 윤리적 문제 해결 | 모든 참가자에게 결국 중재가 제공되므로, “대조군에만 혜택이 없다”는 문제 해결 |
| 단점 | 설명 |
| 시간적 혼란 변수 | 1학기와 2학기의 환경 차이(계절, 시험난이도등)가 결과에 영향을 줄 수 있음 |
| 내적 타당도 제한 | 인과관계를 확실하게 증명하기 어려움 |
| 참가자 탈락 가능성 | 긴 실험 기간 동안 참가자가 중도 탈락할 수 있음 |
| 분석의 복잡성 | 시간 효과와 중재 효과를 분리하는 통계 분석이 필요함 |
| 항목 | 내용 |
| 연구 제목 | “금연 프로그램이 흡연량 변화에 미치는 효과: 시계열 연구” |
| 대상 | 흡연자 50명 |
| 사전측정 | 4주간 매주 흡연량 기록 (기초선) |
| 처치 | 6주간 금연 프로그램 |
| 사후측정 | 8주간 매주 흡연량 기록 (추적) |
| 결과 | 처치 후 급격히 감소, 8주까지 유지 |
| 한계점 | 대조군 없어 외부 사건(금연 캠페인) 영향 배제 못함 |
| 항목 | 내용 |
| 연구 제목 | “아로마 요법이 만성 통증에 미치는 효과: 단일집단 시계열 연구” |
| 대상 | 만성 요통 환자 30명 |
| 사전측정 | 2주간 매일 통증 점수 기록 |
| 처치 | 아로마 요법 4주 적용 |
| 사후측정 | 4주간 매일 통증 점수 기록 |
| 결과 | 처치 후 통증 점수 유의하게 감소, 효과 지속 |
| 한계점 | 위약 효과 통제 불가, 자연 회복 가능성 |
r 값(피어슨 상관계수)은 두 변수 사이에 ‘선형적 관계’가 얼마나 강하고, 어떤 방향인지를 숫자 하나로 요약한 것입니다.
쉽게 말해: “두 변수가 얼마나 닮았는가?”를 -1부터 +1 사이의 숫자로 나타낸 것
| 값 | 의미 | 예시 |
| +1 | 완벽한 정(+)의 상관 | 키가 클수록 몸무게도 정확히 비례해서 증가 |
| 0 | 상관 없음 | 키와 수학 점수 (관계 없음) |
| -1 | 완벽한 부(-)의 상관 | 운동량이 많을수록 체지방률이 정확히 비례해서 감소 |
부호(+, -)는방향을 의미합니다
양의 상관(r > 0) : 한 변수가 증가하면 다른 변수도 증가
음의 상관(r < 0) : 한 변수가 증가하면 다른 변수는 감소
절대값(|r|)은 관계의 강도를 의미합니다
|r| 0.1 ~ 0.3 : 약한 상관
|r| 0.4 ~ 0.6 : 중간 정도의 상관
|r| 0.7 ~ 0.9 : 강한 상관
|r| 1.0 : 완전 상관(현실에서는 거의 없음)
상관관계 ≠ 인과관계
r 값이 높다고 해서 “A가 B의 원인이다”라고 말할 수 없습니다.
예: 아이스크림 판매량과 익사 사망자 수의 상관관계가 높다고 해서 “아이스크림을 먹으면 익사한다”는 결론이 나오지 않습니다. 실제로는’더운 날씨’라는 제3의 변수가 두 변수 모두에 영향을 주는 것입니다.
r = 0은 “관계가 전혀 없다”는 뜻이 아닙니다
r은 선형 관계만 측정합니다. 곡선 관계(예: U자형, 역U자형)는 r 값이 0에 가깝게 나올 수 있습니다.
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “중환자실 간호사의직무 스트레스와소진의 상관관계” |
| 대상 | 중환자실 간호사 200명 |
| 측정도구 | 직무 스트레스 척도, 소진 척도(MBI) |
| 결과 | r = +0.73 (p < .01) 직무스트레스가 높을수록 소진도 높은 경향이 있다 스트레스 ↑ → 소진 ↑ (강한 정적 상관) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “중년 여성의 운동량과 체질량지수(BMI)의 관계” |
| 대상 | 40-60세 여성 300명 |
| 측정도구 | 주당 운동 시간(분), BMI |
| 결과 | r = -0.68 (p < .01) 운동량이 많을 수록 BMI가 낮은 경향이 있다 운동 ↑ → BMI ↓ (강한 부적 상관) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “성인의수면 시간과혈압의 상관관계” |
| 대상 | 성인 남녀 500명 |
| 측정도구 | 평균 수면 시간(시간), 수축기 혈압(mmHg) |
| 결과 | r = -0.42 (p < .05) 수면시간이 적을 수록 혈압이 높은 경향이 있다 수면 ↓ → 혈압 ↑ (중간 정도 부적 상관) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “청소년의자아존중감과우울간의 관계” |
| 대상 | 고등학생 400명 |
| 측정도구 | 자아존중감 척도, 우울 척도(CES-D) |
| 결과 | r = -0.58 (p < .01) 자아존중감이 높을 수록 우울이 낮은 경향이 있다 자아존중감 ↑ → 우울 ↓ (중간-강한 부적 상관) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “성인의흡연량과폐 기능의 상관관계” |
| 대상 | 40-60세 성인 350명 |
| 측정도구 | 하루 흡연 개비 수, 1초간 노력성 호기량(FEV1) |
| 결과 | r = -0.61 (p < .01) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “암 환자의사회적 지지와삶의 질관계” |
| 대상 | 항암 치료 중인 암 환자 150명 |
| 측정도구 | 사회적 지지 척도, 삶의 질 척도(WHOQOL) |
| 결과 | r = +0.55 (p < .01) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “노인의연령과통증 역치의 상관관계” |
| 대상 | 65세 이상 노인 200명 |
| 측정도구 | 나이(세), 압력 통증 역치(kg/cm²) |
| 결과 | r = -0.38 (p < .05) |
| 항목 | 내용 |
| 연구제목 | “병동 내간호사 1인당 환자 수와낙상 발생률관계” |
| 대상 | 15개 병동 자료 분석 |
| 측정도구 | 간호사 1인당 환자 수, 1000재원일당 낙상 건수 |
| 결과 | r = +0.47 (p < .05) |
시간 : 현재-> 미래
흡연군: 하루 1갑 이상 흡연자 5,000명
비흡연군: 평생 비흡연자 5,000명
10년간(2024년 ~ 2034년)
매년 건강검진, 폐암 발생 여부 확인
흡연군: 폐암 150명 발생
비흡연군: 폐암 20명 발생
“흡연군의 폐암 발생률이 비흡연군보다 7.5배 높았다”
시간 : 과거 → 현재
현재 직장인 3,000명
5년 전(2019년)의 직업, 근무 환경 조사 (회사 기록 활용)
육체노동군: 2019년에 건설현장 근무자 1,500명
사무직군: 2019년에 사무실 근무자 1,500명
현재(2024년) 만성 허리 통증 유무 조사
육체노동군: 허리 통증 450명(30%)
사무직군: 허리 통증 150명(10%)
특정시점 노출과 결과
2024년 5월 1일 오후 2시에 간호사 500명에게 스트레스, 직무만족도, 소진을 동시에 설문 조사
| 연구 시작 | 2024년 3월 |
| 대상자 | 60세 이상 건강한 노인 5,000명 |
| 집단 구분 | •운동군: 주 3회 이상 운동하는 그룹 2,500명•비운동군: 운동 안 하는 그룹 2,500명 |
| 추적 기간 | 8년간 (2024년 ~ 2032년) |
| 조사 내용 | 2년마다 인지 기능 검사, 치매 진단 여부 |
| 결과 (2032년) | •운동군: 치매 120명 발생•비운동군: 치매 280명 발생 |
| 결론 | “규칙적 운동이 치매 위험을 낮춘다” |
| 연구 시점 | 2024년 |
| 대상자 | 현재 70세 이상 노인 2,000명 |
| 과거 자료 수집 | 10년 전(2014년) 의무기록 열람 |
| 집단 구분 | •복용군: 2014년에 특정 진통제 장기 복용 기록 있는 자 1,000명•비복용군: 복용 기록 없는 자 1,000명 |
| 결과 확인 | 현재(2024년) 신장 기능 저하 여부 확인 (혈액 검사) |
| 결과 | •복용군: 신장 기능 저하 300명(30%)•비복용군: 신장 기능 저하 100명(10%) |
| 결론 | “해당 진통제 장기 복용이 신장 기능 저하와 관련 있다” |
얼마나 정확하게 측정
예시 문제: “한 초등학교에서 3학년 학생들을 대상으로 ‘두뇌 영양제’를 먹이고 6개월 후에 IQ를 측정했습니다. 그 결과, 영양제를 먹기 전보다 IQ가 15점이나 올랐습니다. 따라서 이 영양제는 아이들의 지능 향상에 효과가 있습니다.”
학생들의 토론:
“근데 6개월 동안 학교에서 배운 게 더 영향이 크지 않을까요?” (역사 or 성숙)
“원래 나이 먹으면 IQ가 오르는 거 아니에요?” (성숙)
“비교할 다른 반(통제 집단)이 없잖아요!”
| 번호 | 위협 요인 | 3초 요약 | 예시 |
| 1 | 특정사건 | 바깥 사건이 끼어듦 | 캠페인, 뉴스, 사고 |
| 2 | 교란변수 | 제3의 변수가 영향 | 흡연, 나이, 성별 |
| 3 | 성숙 | 자연스러운 변화 | 여름에 체중 감소 |
| 4 | 시험효과 | 검사 자체가 교육 | 사전검사로 학습 |
| 5 | 측정도구 | 도구/사람변화 | 혈압계 교체 |
| 6 | 통계적회귀 | 극단→평균이동 | 높았던 혈압 자연 감소 |
| 7 | 선택편중 | 원래 다른집단 | 건강 관심도 차이 |
| 8 | 처치확산 | 비밀이 샘 | 대조군도 아로마 사용 |
외적 타당도는 “이 결과를 실험실 밖의 현실, 다른 사람, 다른 장소, 다른 시간에도 똑같이 적용할 수 있는가?”에 관한 개념
“이 연구 결과가 우리 동네, 우리 학교, 우리나라, 10년 후에도 똑같이 적용될까?”
| 방법 | 설명 | 예시 |
| 다양한 표본 | 연령, 성별, 질환 다양하게 | 20-80세 남녀 모두 포함 |
| 다기관 연구 | 여러 병원, 여러 지역에서 연구 | 10개 병원에서 동시 연구 |
| 현장 연구 | 실험실 아닌 실제 현장에서 | 바쁜 병동에서 그대로 진행 |
| 반복 연구 | 다른 시간, 다른 장소에서 재현 | 계절별, 연도별 반복 |
| 구분 | 내적 타당도 (Internal Validity) | 외적 타당도 (External Validity) |
| 핵심 질문 | “진짜 A 때문에 B가 변한 게 맞아인과관계) | “이 결과를 다른 데도 가져다 쓸 수 있어일반화) |
| 초점 | 실험의정확성 | 결과의확장성 |
| 비유 (요리) | “내가 넣은 소금(원인) 때문에 짠맛(결과)이 난 게 맞아. 후추 탓이 아니야.” | “이 요리가 여기 식당에서는 맛있는데, 다른 식당에서도, 외국에서도 맛있을까 |
| 비유 (탐정) | “증거가 확실해! 이 사람이 범인이야.” (사건 내부의 진실) | “이 범인의 범죄 패턴이 다른 지역 미제 사건과도 일치할까?” (패턴의 일반화) |
| 관계 | 일반적으로트레이드오프(Trade-off)관계가 있음.실험실을 엄격하게 통제할수록(내적 타당도 ↑) 현실과는 동떨어질 가능성이 높아짐(외적 타당도 ↓). |
내적 타당도가 낮은 연구 : 원인과 결과 자체를 믿을 수 없으므로 쓸모가 없다. (1차 관문)
외적 타당도가 낮은 연구 : 인과관계는 맞을지 몰라도, 그 결과를 현실에 적용하기 어렵다. (2차 관문)
| 단계 | 연구 유형 | 우선순위 | 이유 |
| 1단계 | 탐색적 연구 | 외적 타당도 | 현상 파악이 먼저 |
| 2단계 | 예비 연구 | 외적+내적 | 균형 필요 |
| 3단계 | 실험 연구 | 내적 타당도 | 인과관계 증명이 목표 |
| 4단계 | 현장 적용 연구 | 외적 타당도 | 실제 환자에게 적용 |
| 연구 목적 | 중점 타당도 | 연구 설계 |
| 인과관계 증명(효과 있나 | 내적 타당도 | 무작위 대조군 실험(RCT) |
| 현상 파악(어떤가 | 외적 타당도 | 조사연구, 관찰연구 |
| 새로운 치료 개발 | 내적 타당도 | 실험실 연구 |
| 임상 적용(실제 환자에게) | 외적 타당도 | 현장 연구, 효과성 연구 |
| 정책 결정 | 외적 타당도 | 다기관 연구, 메타분석 |
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