연구 가설이란 무엇인가 : 좋은 연구 가설을 세우는 방법

- 본 포스팅은 제가 연구가설과 관련하여 좋은 연구가설을 세우기 위해 찾아보았던 것들을 공유로 모아놓은 포스팅입니다 :)

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연구 가설이란?

연구 가설(research hypothesis)은 연구 질문을 소개하고 예상 결과를 제안하는 진술입니다. 이는 과학 실험의 기초를 형성하는 과학적 방법의 필수 요소입니다. 따라서 연구 가설은 신중하고 철저하게 세워야 합니다. 가설 구성의 사소한 결함이라도 추후 실험에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 연구 가설은 귀무 가설(null hypothesis)과 대립 가설(alternative hypothesis)의 두 가지 형태로 작성하는 것이 관습입니다. 대립 가설은 조사 방법이 실험일 경우 실험 가설(experiment hypothesis)라고 부릅니다.

 

 

좋은 연구 가설이 갖추어야 할 요건

가설은 구체적이어야 하기에, 연구에서 일어날 것으로 예상되는 결과에 대해 검증 가능한 예측을 갖추어야 합니다. 이론을 기반으로 하여 기출판 연구에서 가설을 도출하는 것을 고려해 볼 만합니다.

좋은 연구 가설을 세우려면 단순한 추측 이상의 노력이 필요합니다. 특히, 배경 조사를 통해 좀 더 멀리까지 탐구할 수 있는 질문을 시작점으로 삼아볼 수 있겠습니다.

좋은 연구 가설을 세우려면 스스로에게 다음과 같은 질문을 해봐야 합니다.

1. 언어가 명확하고 집중되어 있습니까?
2. 가설과 연구 주제는 어떤 관계입니까?
3. 가설을 검증할 수 있습니까? 그렇다고 한다면 어떻게 검증할 수 있습니까?
4. 본인이 탐구해 보고 싶은 가능한 설명은 무엇입니까?
5. 가설에 독립 변수와 종속 변수가 모두 포함되어 있습니까?
6. 윤리적 기준을 저해하지 않는 범위에서 변수를 조작할 수 있습니까?
7. 연구가 관계와 결과를 예측하고 있습니까?
8. 연구가 (장황하지 않고) 단순 간결합니까?
9. 모호하거나 독자의 지식을 가정하지 않고 명확합니까?
10. 연구가 관찰 가능하며 결과를 검증할 수 있습니까?
11. 가설이 연구 질문이나 문제와 관련이 있고 구체적입니까?

위에서 나열한 질문을 체크리스트로 사용하여 가설이 견고한 기초를 기반으로 하는지 여부를 확인할 수 있습니다. 이 질문들은 또한 가설의 약점을 파악하고 필요한 경우 수정하는 작업에도 도움이 될 수 있습니다.

 

 

효과적인 연구 가설을 세우는 방법

검증 가능한 가설은 그저 단순한 진술이 아닙니다. 오히려 상당히 복합적인 진술로, 해당 실험의 의도와 가능한 결과를 명확하게 소개해야 합니다. 설득력 있는 가설을 세울 때는 다음과 같은 중요 사항 몇 가지를 고려해야 합니다.

1. 해결하고자 하는 문제를 기술

가설이 실험의 주제와 초점을 명확하게 정의하고 있는지 확인하세요.

1. 가설을 if-then 문 형태로 작성

이러한 템플릿을 따르면 특정 조치를 취할 때 특정 결과를 예측할 수 있습니다.

1. 변수 정의

독립 변수는 조작, 제어 또는 변경되는 변수입니다. 독립 변수는 연구의 다른 요인과 분리되어 있습니다.

종속 변수는 이름에서 알 수 있듯이 연구의 다른 요인에 따라 달라지는 변수입니다. 종속 변수는 독립 변수의 변화에 영향을 받습니다.

 

 

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if/then 형식의 사용법 익히기

 

 

일반적으로 가설 진술은 if/then 형식을 사용하여 구성됩니다. 이것은 한 변수가 다른 변수에 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 예) “If you eat vegetables and fruits daily, then you will develop strong immunity. (만일 매일 야채와 과일을 먹으면, 면역력이 강해진다.)”

 

 

가설 미세 조정

 

이제 이 문장을 살펴보도록 합시다. “오염에 노출되는 것은 피부에 해로운 영향을 준다”. 이러한 가설은 ‘해로운 영향’으로 구체적으로 무엇을 고려하고 연구해야 하는지를 나타내지 않기 때문에 효과적이지 않습니다. 이렇게 명확성이 부족하면, 데이터 수집이 모호해질 수 있습니다. 예를 들어, 건조함, 색소침착, 알레르기 등과 같이 오염이 피부에 미치는 해로운 영향을 설명하기 위해 다양한 특징들을 고려할 수 있습니다. 따라서 위에서 예로 든 연구 가설은 광범위하여 범위를 좁힐 필요가 있습니다.

이제 이 가설에 대해 생각해 봅시다. "오염에 노출되면 여드름 및 이와 관련된 피부 문제가 발생한다".

이 가설은 실험 설계가 오염에 노출된 사람들과 노출되지 않은 사람들의 여드름 비교 연구를 포함해야 함을 분명히 보여줍니다. 이러한 연구 가설의 미세 조정은 강력한 방법론을 개발하는 데 핵심적입니다.

 

 

다양한 유형의 가설 이해하기

 

1. 단순 가설 (Simple hypothesis): 두 변수 간의 관계(하나는 독립 변수이고 다른 하나는 종속 변수)를 설명합니다.

[예시] 차를 마시면 체내 철분 흡수가 감소할 수 있다.

 

2. 복합 가설 (Complex hypothesis): 두 개 이상의 변수를 포함합니다. 조합은 두 개의 독립 변수와 하나의 종속 변수 또는 그 반대일 수 있습니다.

[예시]

• 차 섭취와 비타민 C 결핍은 모두 개별적으로 신체의 철분 흡수를 감소시킬 수 있다.
• 차 섭취와 비타민 C 결핍은 모두 개별적으로 신체의 철분 흡수를 감소시킬 수 있지만, 남성과 여성에서는 상이하게 나타난다.

 

3. 실증적 가설 (Empirical hypothesis): 가정을 바탕으로 검증된 가설입니다. 이 가정의 사실 여부는 수집된 데이터의 해석으로 결정됩니다

[예시] 마스크는 모든 코로나바이러스 변종을 동일하게 막을 수 있다.

 

4. 귀무 가설(H0) 및 대립 가설(H1): 귀무가설(null hypothesis)은 변수 간에 무관함을 설명합니다. 연구자들이 이를 무효화 하려고 증거를 수집하기 때문에 귀무가설이라고 합니다.

[예시] 모발 오일이나 모발 성장 세럼의 사용은 남성의 탈모 속도에 영향을 미치지 않는다.

귀무가설은 증명할 수 없으며 기각만 가능합니다. 따라서 이는 대부분 대립가설(alternative hypotheses)로 보완됩니다. 대립 가설은 귀무 가설의 반대입니다. 앞선 예시에서 대립 가설은 다음과 같이 작성할 수 있습니다. “모발 성장 세럼을 사용하는 남성은 모발 오일을 사용하는 남성보다 탈모율이 더 낮다”.

실험을 설계할 때, 귀무가설과 대체가설을 고려하는 것은 결함을 최소화하고, 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있는 방법입니다. 귀무가설을 반증하지 않고, 대립가설을 증명하는 것은 비윤리적인 연구 관행으로 인정됩니다. 이는 실험 결과가 절대적인 것이 아니라 가장 근접한 근삿값이기 때문입니다. 따라서, 연구자들은 100% 신뢰도로 대립가설을 증명할 수 없습니다. 따라서, 귀무가설 기각을 위한 증거 수집 후에 대체가설을 입증하는 것이 필수적입니다.

앞선 예시를 통해 이를 이해해 봅시다. 먼저, 헤어 오일/성장 세럼이 남성의 탈모 속도에 영향을 미친다는 증거를 제시해야 합니다. 이러한 증거는 귀무가설을 반박할 것입니다. 다음 단계는 남성의 모발 성장 촉진에 대한 모발 성장 세럼과 모발 오일의 효능을 비교하기 위한 데이터를 수집(대립가설을 뒷받침하는 증거 수집)하는 것입니다.

 

5. 통계적 가설 (Statistical hypothesis): 통계적 증거 생성을 위해 모집단의 일부 또는 하위 집합에 대해 통계적으로 검증되며, 결과는 나머지 모집단을 기반으로 추정됩니다. 이러한 가설은 논리의 범위 내에 있지 않더라도 통계적으로 검증된다면 성립됩니다.

[예시] 인도 인구의 75%는 비타민 D가 결핍되어 있다.

 

6. 논리적 가설: (Logical Hypothesis) 이 가설은 관찰을 설명하거나 변수 간의 관계를 제안하기 위해 논리를 사용하지만, 이에 대한 광범위한 증거가 부족할 수 있습니다. 대부분의 경우 증거 수집이 불가능할 수 있지만, 논리적 가설은 흔히 거부되지 않습니다.

[예시] 규칙적인 수면-각성 패턴은 학생들의 집중력과 생산성을 향상시킨다.

 

 

 

연구 가설을 세울때 반드시 명심할 사항들

 

• 윤리를 항상 엄수합니다. 검증해야 할 것과 검증할 수 있는 것 사이의 윤리적 경계를 고려하세요. 가설은 사회문화적, 과학적 규범을 보호하는 과학적 책임과 법칙을 존중해야 합니다.
• 변수를 명확하게 정의하세요.변수 간의 관계가 명확하게 설명되면 독자는 실험 설계를 그려볼 수 있습니다.
• 인과관계 탐색 가능 여부가 명확하도록 가설을 구성합니다.
• 검증 가능성을 고려합니다. 가설은 검증 가능한 아이디어로, 증명되거나 반증될 수 있음을 의미합니다. 아이디어, 생각 또는 관찰이 과학적 방법의 범위 내에서 검증 불가능하다면, 약하거나 강제적인 가설이 될 수 있습니다. 따라서 가설은 연구자가 독립 변수를 실험적으로 조작하거나 제어할 수 있도록 해야 합니다.
• 간단하고 명확하며 간결한 언어로 가설을 작성하세요. 복잡한 전문용어는 없어야 합니다.
• 가설이 기존 지식에 가치를 더하는 방식으로 질문에 답변 가능한지를 확인하세요.

 

 

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[출처]

https://www.enago.co.kr/academy/good-research-hypothesis/

좋은 연구 가설을 세우는 방법 - 이나고 아카데미

https://www.editage.co.kr/insights/everything-you-need-to-know-about-framing-a-research-hypothesis

연구 가설에 대해 알아야 할 모든 것