가설검증방법 고안 교수-학습 프로그램이 중학생의 생물 가설검증력에 미치는 효과

유지영 ( Ji Young Yoo ),윤성규 ( Sung Gyu Yun ),정진수 ( Jin Su Jeong ) 경북대학교 중등교육연구소 2010 중등교육연구 Vol.58 No.3

이 연구의 목적은 가설검증방법 고안 교수-학습 프로그램을 중학교 생물 수업에 적용하였을 때 이 프로그램이 학생들의 가설검증방법의 유형을 변화시키고 가설검증방법 고안 능력을 향상시킬 수 있는 지 알아보는 것이다. 가설검증방법 고안 교수-학습 프로그램의 효과를 알아보기 위해서 중학생 38명을 18명의 실험집단과 20명의 통제집단으로 구분하였다. 3개월 동안 8차시의 수업에서 실험집단과 통제집단은 같은 주제로 가설검증방법 고안 교수-학습 프로그램과 전통적인 실험안내서에 따른 실험을 각각 수행하였다. 실험집단과 통제집단에게 수업 처치 전 ``감자즙 과제``를 통하여 사전검사를 실시하고 수업처치 후 동일한 검사도구로 사후검사를 실시하였고, 사전검사와 사후검사 결과에서 두 집단의 가설검증방법의 유형 변화와 가설검증방법 고안 능력의 변화를 비교하였다. 이 연구의 결과는 가설검증방법을 고안하는 교수-학습 프로그램이 학생들의 가설검증방법 유형을 긍정적인 방향으로 변화시킨다는 것을 보여주었다. 또한 이 프로그램이 학생들의 가설검증방법 고안 능력을 향상시킨다는 것도 보여주었다. This study aims at verifying changes in hypothesis testing-method invention type and hypothesis testing-method invention ability by applying the teaching and learning programs for scientific hypothesis testing-method invention to middle school biology class. To see the effect of the teaching and learning programs, the sample of 38 students was divided into two groups. One group was selected to be the experimental group (n=18), the other served at the comparison group (n=20). Students in the experimental and comparison group were involved in experiment class about the same topic eight times for 3 month. The potato juice task was administered to the subject before and after treatments. The changes in hypothesis testing-method invention type and hypothesis testing-method invention ability were verified by the result of the before and after treatment. The results of this study revealed that the teaching and learning programs for hypothesis testing-method invention improved hypothesis testing-method invention ability in performance of science learning. In addition, changes in hypothesis testing-method invention type was discovered. Therefore, with systematic teaching and learning programs about scientific investigation process such as the teaching and learning programs for hypothesis testing-method invention, teaching students is expected to contribute to improvement of continuous investigation ability and scientific thinking capability.

생물학 탐구에서 학생들이 생성한 가설검증방법의 유형

박순화,고경태,정진수,권용주 한국과학교육학회 2005 한국과학교육학회지 Vol.25 No.2

이 연구의 목적은 학생들의 생물학 가설검증방법의 유형을 분류 데 있다. 이를 위해 고등학생 35명과 대학생 40명을 표집 하여 수국, 제비 나비, 감자즙, 펭귄 등 4개의 가설검증 과제를 투입하였다. 각 과제에서 연구대상 학생들은 현상을 관찰하여 인과적 의문을 생성하고, 집단토의를 통해서 하나의 가설을 생성하였다. 그런 후 스스로 생성한 가설을 검증할 수 있는 방법을 고안하였다. 연구자들은 이렇게 고안된 학생들의 가설검증방법을 분석하여 몇 가지로 유형화하였다 그 결과에 의하면 먼저, 하나의 원인으로 된 가설의 검증유형은 직접 관찰법, 유사현상 비교법, 긍정 비교법, 긍정-부정 비교법, 비례 비교법 등으로 분류되었다 그리고 여러 개의 원인으로 된 가설은 크게 부분 검증법과 전체 검증법으로 구분되었고, 부분 검증법은 다시 단일 유형과 다수 유형의 하위 유형으로 구분되었으며, 전체 검증법은 유기적 유형, 기계적 유형, 혼합 유형 등의 하위 유형으로 구분되었다. The purpose of this study was to analyze the college students' and high school students' testing methods for biological hypotheses. Subjects were 35 11th grade students and 40 college students. Four hypothesis-testing tasks were developed and administered to the subjects: hydrangea, swallow butterfly, juiced potato, and penguin tasks. After being presented with the phenomena of the tasks, students were asked to generate questions and hypotheses and then to write a hypothesis-testing method on a questionnaire. Students' hypothesis-testing methods were classified into 5 types for mono-cause hypotheses; direct observation, similar phenomenon comparison, positive comparison, positive-negative comparison, and proportion comparison. In addition, students' hypothesis-testing methods were classified into 5 types for multi-cause hypotheses; mono type, poly type, organic type, mechanic type, and mixed type. This study also discussed the implications of these findings for teaching and learning in science education.

스포츠 경영학 분야의 통계적 가설검정에 대한 비판과 대안

박상현 ( Sanghyun Park ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2020 체육과학연구 Vol.31 No.2

[목적] 본 연구는 스포츠 경영학 분야에서 출간된 연구물을 중심으로 통계적 가설검정 방법에 대한 비판점을 제시하고 이에 대한 현실적 대안을 제시하는데 근본적인 목적이 있다. [방법] 연구목적을 달성하기 위해 한국스포츠산업경영학회지 19권 1호부터 23권 6호까지 개재된 202편의 연구물 중 통계적 가설검정방법을 활용한 115편의 연구물이 최종적으로 선택되었다. 선택된 연구물에 대한 자료코딩 후, 개별연구물에서 보고되는 p-value의 분포인 p-curve를 도식화하고, 표본추출방법 및 결과 서술의 적절성에 대해 분석하였다. [결과] p-curve를 통해 p-hacking의 직접적인 근거는 도출되지 않았으나 0에 근접한 p-value의 비율이 상대적으로 매우 높게 나타났다. 또한, 약 82%의 연구물이 편의표본추출법을 활용하고 있었으며, 결과 서술에서도 통계적 가설검정에 대한 이해 부족으로 인한 잘못된 서술이 일부 연구에서 발견되었다. [결론] 결론적으로 학계에서 흔히 사용되는 통계적 가설검정의 단점은 방법 자체의 결함이 아닌 방법을 잘못 활용하는 연구자에게 있기에 통계적 가설검정에 대한 장단점을 연구자들이 숙지할 필요가 있으며, 신뢰구간 및 효과 크기를 대안으로 활용하여 기존의 p-value를 중심으로 한 결과 및 논의 서술방식의 단점을 보완할 필요가 있다. [Purpose] This study was aimed at laying out criticism regarding statistical hypothesis testing and presenting realistic alternatives focused on published studies of sports management in Korea. [Methods] Among 202 studies compiled by the Korean Society for Sport Management, vol. 19, no. 1 through vol. 23, no. 6, 115 studies which used the null hypothesis significant testing were finally selected. After data coding for selected studies, p-curve, the distribution of p-values which reported in individual studies, was schematized, and than adequacy about the sampling method and result descriptions were analyzed. [Results] The ratio of p-values close to zero was relatively very high in p-curve although there was no clear evidence of p-hacking. Also, approximately 82% of the studies used convenience sampling method, and incorrect descriptions in part of result and discussion due to lack of understanding of statistical hypothesis testing was found in some studies. In conclusion, the shortcomings of statistical hypothesis testing which commonly used in academic field were depended on not a defect in the method itself but researchers who misused statistical hypothesis testing. [Conclusions] Researchers in sport management field need to understand the advantages and disadvantages of statistical hypothesis testing and consider to use both confidence interval and effect sizes to compensate the disadvantages of p-value.

‘가설-검증’과 설명의 추구

이기홍(Lee, Ki-Hong) 비판사회학회 2021 경제와 사회 Vol.- No.129

‘가설-검증’은 한국의 사회학자들이 널리 사용하는 지배적인 연구 방법이다. 그렇지만 1950~1960년대에 제출된 경험의 이론의존성 명제와 이론의 경험적 미결정성 명제는 가설-검증이 원천적으로 불가능하다는 것을 알려준다. 실제로 사회학에서 경험적 검증에 의해 반증되고 기각된 주요한 이론은 없다. 가설-검증은 발견의 방법이 아니라 정당화의 방법으로서, 충실한 과학적 연구에 불가결한 것인 새로운 지식주장을 산출하는 데에는 실질적으로 기여할 수 없다. 새로운 지식주장을 생산하려면 가설-검증의 틀을 벗어나야 한다. 가설-검증 방법은 과학적 지식을 경험적 증거로 심판해야 한다고 규정함으로써 경험적인 것을 넘어서는 지식주장의 제안과 논증을 차단한다. 이 규정은 문제의 현상이 왜, 어떻게 발생했는지에 대한 인과적 설명을 추구하는 과학적 연구를 결정적으로 제약한다. 그 결과 그 방법을 충실히 따르는 연구는 그 내용과 성과가 빈약하고 부적합한 경우가 많다. 그럼에도 이 방법을 널리 사용하는 것은 학계를 지배하는 방법의 사용을 답습함으로써 과학적 방법의 권위에 힘입어 연구의 과학성을 확보하려는 의도 때문일 수도 있고, 부실한 연구의 독단적인 주장을 과학적 방법의 외양으로 포장하려는 의도 때문일 수도 있다. 설명을 추구하는 과학에서 가설-검증 방법은 모든 연구과정에서 통용되는 만능의 열쇠가 아니라 연구 과정의 일부에서 제한적으로만 유용성을 갖는 도구다. 어떤 연구 방법이라도, 그것의 유용성은 필요한 곳에 필요한 만큼 사용할 때 실현된다. 결국 열쇠는 필요한 곳에 필요한 방법을 판단하고 사용하는 연구자의 능력이다. ‘Hypothesis-testing’ is the dominant research method widely used in Korean sociology. However, the theses of theory‐ladenness of experience and empirical underdetermination of theory argued in the 1950s and 1960s show that hypothesis-testing is fundamentally impossible. In fact, there are no major theories that have been falsified and rejected by empirical testing in sociology. Hypothesis-testing is not a method of discovery, but a method of justification, so it can actually contribute nothing to generate new knowledge-claims that are indispensable in good scientific research. To produce new knowledge-claims is possible only if we go beyond the hypothesis-testing frameworks. In addition, the hypothesis-testing imperatives prescribe that the scientific knowledge should be judged by empirical evidence, so that block off the invention and verification of the knowledge-claims that go beyond the empirical. That imperatives definitively restrict scientific research seeking to causal explanations of why and how the phenomenon in question occurred. As a result, the contents and results of research using that method are often poor and irrelevant. The widespread use of this method, which cannot or need not follow, may be due to the intention of securing the scientificity of research on the back of the authority of dominant method in academics, or the intention to overlay the dogmatic claims of poor research with the appearance of scientific method. In explanation-seeking sciences, the hypothesis-testing method is not the all-round key that works in any researches and any processes but a tool being useful only in limited parts of the research processes. Each method has its own unique utilities, which are realized when it is used in the proper place for the proper purpose. The key is the researcher’s ability to choose and use the necessary method where it is needed.

과학적 가설 검증을 위한 학생들의 실험 설계 내용 분석

박종원 한국과학교육학회 2003 한국과학교육학회지 Vol.23 No.2

가설의 생성과정과 검증과정에 대한 연구는 가설의 생성과정, 가설을 검증하기 위한 실험설계과정, 실제 실험수행과정, 실험결과에 따른 가설의 평가과정 등으로 세분화할 수 있다. 본 연구는 이러한 연구들 중에서 가설을 검증하기 위한 실험설계과정에 대한 연구이다. 이를 위해, 본 연구에서는 제안된 가설을 검증하기 위해 학생들이 제안한 실험설계 내용을 분석하였다. 분석 결과, (1) 실험설계를 위해서는 실험방법, 실험결과의 예측, 예측된 결과에 의한 가설평가의 3요소가 필요함을 알 수 있었다. (2) 학생들은 옳다고 생각하는 가설과 틀리다고 생각하는 가설에 대해서 모두 검증하려는 경향을 보였다. (3) 간혹, 옳다고 생각되는 가설에 대해서는 실험적 검증이 아닌 이론적 검증을 하려는 경우도 관찰되었다. (4) 학생들이 제안한 실험설계의 유형은 직접실험과 비교실험으로 나눌 수 있었고, 비교실험은 긍정비교실험과 부정비교실험으로 나눌 수 있었다. (5) 학생들은 옳다고 생각하는 가설에 대해서는 긍정비교실험설계를, 틀리다고 생각하는 가설에 대해서는 부정비교실험설계를 선호하는 것으로 나타났다. (6) 학생들은 옳다고 생각하는 가설에 대해서는 실험설계를 하면서 가설을 지지하는 결과만을 예측하였고, 틀리다고 생각되는 가설에 대해서는 실험설계를 하면서 가설을 반증하는 결과만을 예측하였다. (7) 이러한 편향된 예측과 반대되는 예측을 하도록 강요하여도 이를 거부하는 경우가 많았다. 따라서, 자신의 예측과 반대되는 결과에 대한 거부반응은 실험결과의 해석에서 뿐 아니라 실험설계 단계부터 있을 수 있음을 알 수 있었다. This study is one of the successive studies for investigating students' processes of generation and evaluating scientific hypothesis. In this study, P analyzed the characteristics of students' experimental design to test whether the given hypotheses were correct or not. As results, it was found that (1) 3 components (experimental method, prediction of the result of experiment, evaluation of hypothesis) were needed to complete description of the experimental design, (2) students tried to test hypothesis considered as being correct as well as hypothesis considered as being false by students, (3) students tried to confirm hypothesis, which was considered as being correct, based on theoretical approach rather than experimental approach, (4) students' experimental design could be classified as two types, that is, direct experimental testing and comparative experimental design, and the latter could be classified as two subtypes; experimental testing and comparative experimental design, and the latter could be classified as two subtypes; positive comparative one and negative comparative one, (5) students showed tendency to design positive comparative experiment when they considered hypothesis as being correct, and vise versa, (6) students preferred the prediction which could confirm the hypothesis when they considered the hypothesis as being correct, and vise versa, (7) many students rejected contradicting prediction even though they did not actually conduct experiment yet.

Multiple deletion measures of test statistics inmultivariate regression

Kang-Mo Jung 한국전산응용수학회 2008 Journal of applied mathematics & informatics Vol.26 No.3-4

In multivariate regression analysis there exist many influence measures on the regression estimates. However it seems to be few of influence diagnostics on test statistics in hypothesis testing. Case-deletion approach is fundamental for investigating influence of observations on estimates or statistics. Tang and Fung (1997) derived single case-deletion of the Wilks’ ratio, Lawley-Hotelling trace, Pillai’s trace for testing a general linear hypothesis of the regression coefficients in multivariate regression. In this paper we derived more extended form of those measures to deal with joint influence among observations. A numerical example is given to illustrate the effect of joint influence on the test statistics. In multivariate regression analysis there exist many influence measures on the regression estimates. However it seems to be few of influence diagnostics on test statistics in hypothesis testing. Case-deletion approach is fundamental for investigating influence of observations on estimates or statistics. Tang and Fung (1997) derived single case-deletion of the Wilks’ ratio, Lawley-Hotelling trace, Pillai’s trace for testing a general linear hypothesis of the regression coefficients in multivariate regression. In this paper we derived more extended form of those measures to deal with joint influence among observations. A numerical example is given to illustrate the effect of joint influence on the test statistics.

공업통계분야에서 동등성 검정 및 그 응용

백재욱 ( Jai Wook Baik ) 한국품질경영학회 2008 품질경영학회지 Vol.36 No.4

As more and more data are collected one may ask whether the data collected within a short period of time are same. In this case traditional hypothesis testing of H0:μ1=μ2 VS H1:μ1≠μ2is used to determine whether the data are same when there is no knowledge about equivalence testing. However, this type of hypothesis testing has the undesirable property of penalizing higher precision. So TOST is to be performed in the event of equivalence testing. In this study equivalence testing is introduced where one can find the applications in industry. Traditional two sample t testing is to be compared with the equivalent testing and the procedure to perform the equivalence testing is to be presented along with an example. Finally equivalence testing in terms of the other parameters such as variance, proportion or failure rate is to be sought.

Biased Hypothesis Testing and Behavioral Confirmation in the Legal System

박지선 한국법심리학회 2011 한국심리학회지: 법 Vol.2 No.1

The process of biased hypothesis testing, which occurs when people tend to search for information that would provide support for their hypotheses and ignore hypotheses-disconfirming information, may influence the ways individuals interact with other people, and may end up eliciting behaviors in others that actually correspond to their initial hypotheses, leading them to provide behavioral evidence for the initial expectancies. These processes of biased hypothesis testing and behavioral confirmation have been extensively studied, especially in the instructional setting as a type of self-fulfilling prophecies. In the current paper manifestations of the processes of biased hypothesis testing and behavioral confirmation in three areas of the legal system, legal decision making, police interrogations (false confessions), and eyewitness identifications, were discussed. Furthermore, procedures that can be used to minimize problems resulting from biased hypothesis testing and behavioral confirmation were explored.

체육 및 스포츠 분야에서의 베이지안 통계 분석 방법의 실용적 접근: JASP 프로그램의 활용

김헌태,강민수 한국체육측정평가학회 2019 한국체육측정평가학회지 Vol.21 No.4

Traditionally, researchers used null hypothesis testing to test the research hypothesis and determined the significance of the results based on the p-value. However, the null hypothesis significance testing involves some problems. First, statistical significance can be easily changed according to the number of cases. Second, the null hypothesis testing excludes the possibility of uncertainty. The Bayesian statistical analysis method has been suggested by many researchers as one of the analytical methods that can address the limitations of null hypothesis testing. Recently, Bayesian statistical analysis has been frequently applied in the field of kinesiology overseas; yet, its practical application to research remains limited in Korea. Therefore, we introduced Bayesian statistical analysis. To this end, we presented examples of Bayesian correlation analysis, Bayesian ANOVA, and Bayesian repeated measures ANOVA using the JASP statistics program. The amount of time and efforts required to understand and apply new analytical methods may hinder access to the use of Bayesian statistical analysis. To address these concerns, this study covered the Bayesian statistical analysis as practically as possible. Considering the possibility of overcoming the problems of traditional null hypothesis testing of Bayesian statistical analysis, Bayesian statistical analysis should be dealt with continuously. We expect that the inclusion of easy-to-understand examples of the Bayesian statistical analysis may offer the readers to the usefulness of this alternative to the way in which they can analyze and interpret their data. 전통적으로 연구자들은 연구가설을 검정하기 위해 귀무가설 검정을 사용해 왔고, p값을 통하여 결과에 대한 유의성을 판단해 왔다. 하지만 전통적인 귀무가설 검정(null hypothesis significance testing)은 몇 가지 문제점을 지니고 있다. 먼저 귀무가설 검정은 사례 수에 따라 통계적 유의성이 쉽게 변할 수 있으며, 둘째로 귀무가설 혹은 대립가설의 채택이 아닌 불확실성에 대한 가능성을 배재하고 있다. 이러한 귀무가설 검정의 문제점을 보완할 수 있는 분석 방법 중의 하나로서 여러 통계 분석 방법 연구자들은 베이지안 통계 분석 방법을 제시하고 있다. 최근에는 자료분석에 대한 베이지안 통계 분석법이 이론적으로나 실질적인 분석에 있어서 많은 장점이 있다는 점에서 국외 체육및 스포츠 분야에서 베이지안 통계 분석법을 이용한 통계적 검정 방법이 빈번히 수행되고 있으나, 국내에서는 그 활용이 아직까지는 미미하다고 볼 수 있다. 그러므로 우리는 본 연구에서 귀무가설 검정의 대안이 될 수 있는 베이지안 통계 분석법을 체육 및 스포츠 분야에 소개하고 실제 수집된 자료를 이용하여 통계 분석에 적용해 보고자 하였다. 이를 위해서 우리는 JASP 프로그램을 이용한 베이지안 상관분석, 베이지안 분산분석, 베이지안 반복측정 분산분석에 대한 예를 제시하였다. 새로운 분석 방법을 이해하고 적용하기 위해 쓰이는 노력 및 시간이 새로운 분석 방법의 사용에 대한 접근을 방해하고 있을지 모른다. 그러한 방해요인을 제거하기 위해 이 연구에서는 되도록 실용적으로 베이지안 통계 분석 방법에 접근해 보았다. 베이지안 통계 분석법이 가지고 있는 전통적인 귀무가설 검정의 문제점에 대한 극복 가능성 그리고 체육 및 스포츠 분야에서 필연적으로 나올 수밖에 없는 사례 수 문제를 해결할 수 있다는 점을 고려해 볼 때, 베이지안 통계 분석법은 체육연구 방법 측면에서 지속적으로 다루어져야 할 것이다.

생물학 가설의 검증에서 연역적 과학지식의 구조와 생성 과정

권용주,고경태,정진수 韓國生物敎育學會 2003 생물교육 Vol.31 No.3

The purpose of this study was to analyze the structure of deductive scientific-knowledge and to develop the process model of deductive knowledge generation on the task of biological hypothesis-testing. Subjects were 8 college students majoring science education. Raw protocols were collected by a thinking aloud method and a retrospective interview method. The protocols were analyzed by inductive approach. The present study showed that the deductive scientific-knowledge that was generated during the testing of biological hypothesis contained a hypothesis-testing method and a criterion. The test method contained an operating method and an observing method. The results of this study showed that the process model of deductive knowledge generation had two dimensions. In the first dimension, deductive scientific-knowledge was generated by representing experienced situation, representing experienced method, and borrowing experienced method. In the second dimension, deductive scientific-knowledge was elaborated by adding the components of the methods.