실험설계의 종류

실험설계의 종류

- 실험설계에서는 독립변수를 처리변수와 분류변수로 구분하며, 처리변수는 실험자의 조작이 가능한 독립변수, 분류변수는

실험을 실시하기 전에 독립변수의 값이 이미 결정되어 버리거나, 실험과정과는 무관하게 독립변수의 수준이 결정되는 변수를

말한다.

- 처리변수나 분류변수를 포함한 모든 독립변수를 통계적 실험설계에서는 인자(factor)라고 한다.

- 블록이란 비슷한 성질을 갖는 연구대상을 모아 놓은 그룹을 의미한다.

- 어떤 인자의 모든 수준이 다른 인자의 모든 수준과 결합하는 경우, 그 인자는 크로스되었다고 말한다.

- 만일 어떤 인자가 다른 인자의 모든 수준과 결합되어 있지 않다면, 두 인자는 지분(nested)되어 있다고 말한다.

1. 완전무작위 실험설계(CRD, Completely Randomized Design)

- 통계적 실험설계의 가장 단순한 형태

- 무작위 원칙은 연구자가 알지 못하는 혼란변수를 통제하기 위한 방법으로 특정한 처리수준을 받게 되는 기회가 모든

연구대상에게 동등하게 주어져야 한다는 원칙

- 랜덤으로 전체 연구대상을 처리수준의 수만큼 나눈 후 처리수준을 각각 할당하는 실험설계

- 하나의 독립변수가 종속변수에 미치는 효과를 분석하고자 할 때 사용하며, 다른 변수의 영향은 통제

- 어떤 요인의 효과를 알아보기 위한 실험설계로 실험 요인을 실험단위에 무작위 배치하는 설계방법

- 둘 이상의 모집단 평균을 비교하기 위해 독립적인 무선 표본을 사용한다.

2. 블록 실험설계

- 연구대상을 비슷한 특성을 가진 블록으로 구분한 다음, 연구를 진행하는 실험설계

- 랜덤화 블록설계 : 블록 내에서 처리수준의 수만큼 무작위그룹으로 구분한 다음, 무작위로 처리 수준을 할당하는 실험설계

3. 요인 실험설계(Factorial Design)

- 실험설계에 사용되는 인자의 모든 수준이 서로 크로스 되어 있는 실험설계

- 두 개 이상 독립변수의 분류항목 결합(조합)의 수만큼 실험집단을 난선화(무작위추출(randomization))하는 방법으로 설정하고

각 집단의 특성에 맞는 실험처리를 한 후 각 집단의 종속변수의 특성을 비교하는 것

- 2×2 요인설계 : 두 독립변인이 각각 두 수준을 가지게 되고 결론적으로 네 개의 조건을 낳는 설계를 의미. 요인(factorial)이란

각 독립변인의 모든 수준들의 모든 가능한 조합이 검사된다는 것이다.

4. 반복측정 실험설계(RMD, Repeated Measures Design)

- 연구대상이 사람이고 선택된 연구대상을 여러 처리 수준을 거치면서 반복적으로 적용되어 결과를 측정하는 실험설계

- 각 피험자는 통제와 실험 조건의 모든 측면에서 검사를 받은 후, 여러 학습 시행이나 다양한 정신물리학적 판단을 이용해서

동일한 참가자를 여러 번 측정하는 것

- 실험 중 나타나는 순서효과와 혼입변인의 오차를 최소화하고자 실행되는 설계방법

- 반복측정 실험설계의 경우는 이월효과(carryover effect)가 발생할 수 있으므로 연구자의 각별한 주의가 필요 - 라틴스퀘어 실험

설계를 이용하여 이월효과 통제할 수 있다

- 단일요인 반복측정 실험설계 : 인자가 한 개 가지고 있는 반복측정 실험설계

※ 라틴스퀘어 실험설계 : 피험자의 수가 실험조건의 수에 비해 적을 때, 각 피험자에게 서로 다른 순서로 실험을

실시하기 위해 체계적인 계획을 세우는 방법

※ 이월효과(carryover effect) : 특정조건에서 피험자를 검사한 것이 다른 조건의 나중 행동에 미치는 효과

5. 계층 실험설계(Layered Design)

- 외부적 층화기준에 의해 계층을 설정하고 계층별로 시험단위들을 추출한 후, 이들에게 각 실험처치를 무작위로 할당하는 설계

- 시스템 구성을 계층적으로 하여, 높은 계층의 새로운 특징을 낮은 계층의 특징을 이용하여 만드는 방법

6. 부분 실험설계

- 인자수준의 모든 가능한 조합을 실험에 적용하지 않고 일부분만을 선택하여 실험횟수를 줄여나가는 실험설계

- 완전요인 실험설계와 대비되는 개념으로 불완전 요인 실험설계라고 부르기도 하며, 대표적인 형태로 라틴스퀘어 실험설계와

지분 실험설계가 있음

- 어떠한 인자가 다른 인자의 모든 수준을 거치지 않는 경우의 실험설계를 지분 실험설계라 한다. 지분 실험설계는 계층적 실험

설계라고 부르기도 하며, 지분 실험설계를 응용한 다양한 형태의 실험설계가 존재