구조방정식(sem)의 특징과 공부 방법

구조방정식의 특징과 공부 방법

 

앞에서 상관분석, 회귀분석, 경로분석, 요인분석과의 관계에서 구조방정식을 소개해 보았습니다. 오늘은 양적 연구방법으로서 구조방정식의 특징과 공부 방법을 간략히 정리해 보겠습니다.

 

구조방정식을 한마디로 하면 경로분석과 확인적 요인분석의 결합이라고 할 수 있습니다.

경로분석과 회귀분석의 차이점은 회귀분석이 종속변수와 독립변수의 직접관계를 설명한다면, 경로분석은 간접효과, 즉 매개효과를 모형화 한다는 점입니다.

 

확인적 요인분석과 탐색적 요인분석의 차이점은 탐색적 요인분석이 요인구조를 모를 때, 요인의 수를 결정하기 위해 적용한다면, 확인적 요인분석은 요인구조를 알고 있을 때, 데이터의 적합성에 대한 통계적 평가를 위해 적용한다는 점이 차이점입니다.

 

따라서 구조방정식은 경로분석과 확인적 요인분석을 동시에 적용하는 것입니다.

 

구조방정식의 가장 큰 특징은 전체모형에 대한 검정을 우선시 한다는 것입니다. 구조방정식의 선수과목은 기초통계, 분산분석, 회귀분석 등이라고 할 수 있는데, 이러한 방법론에서는 개별모수(평균, 상관, 회귀계수 등)에 대한 가설검정을 주로 했습니다. 하지만, 구조방정식에서는 개별모수 보다는 전체모형에 대한 평가를 우선시 합니다. 그리고 전체모형에 대한 이론적 근거나 이론모형이 무엇보다 중요합니다. 연구자의 연구문제에 대한 통찰력과 선행연구에 대한 철저한 분석이 필요한 이유입니다.

 

전체모형에 대한 평가를 하는데 있어서 영가설을 이해하는 것을 저는 매우 중요하게 생각합니다. 구조방정식을 적용하여 논문을 쓰고자 하는 대학원생, 유학생, 연구자는 구조방정식의 영가설, 즉 “관찰된 공분산 행렬은 모형에 의해 재 생성된 공분산 행렬과 같다”의 의미를 잘 알고 적용하는 것이 중요합니다.

 

여기서 우리가 공부해야 할 것은 다음과 같습니다.

첫째, 공분산 행렬과 상관행렬의 관계

둘째, 관찰된 공분산 행렬의 의미

셋째, 모형에 의해 재 생성된 공분산 행렬의 의미

 

영가설을 충분히 이해한 후, 일반적인 구조방정식의 절차는 다음과 같습니다. 첫째 모형설정, 둘째, 모형 확인, 셋째, 모수추정, 넷째, 모형 평가, 다섯째, 모형 수정, 여섯째, 최종모형 선정의 단계를 거칩니다. 처음 구조방정식을 공부하시는 분은 이 단계별로 무엇을 하는 것인지 이해하는 게 중요합니다.

 

그 밖에 경로분석에서는 외생변수와 내생변수의 개념, 확인적 요인분석에서는 잠재변인과 관찰변인의 개념을 먼저 학습해야 합니다.

 

또한 확인적 요인분석을 측정모형이라고 하는데 측정모형을 이해하는데 있어 그 기저에 있는 고전검사이론(Classical test theory)에 대한 이해도 요구됩니다. 보통 구조방정식에서 측정모형에 대한 확인과 평가를 먼저 한 후 구조관계를 평가한다는 2단계 절차를 적용하라고 권고하고 있습니다. 측정모형에 대한 이해와 평가방법을 간과하는 경우도 많이 있습니다.

 

구조방정식이 사회복지, 행정학, 교육학 등 사회과학분야의 석박사 논문에서 아주 많이 사용되고, 다층모형과 함께 기관에서 수집한 패널데이터 분석에서 주로 사용되고 있습니다. 요즘에는 의료분야에서도 삶의질(quality of life)에 대한 관심이 증가하고, 건강보험 데이터가 공개되는 등으로 인해 의료분야에서도 점차 적용빈도가 증가하고 있습니다.

 

다만, 일종의 양적연구 종합선물세트라고 할 수 있는 구조방정식에 대한 기본적인 이해가 부족한 상태에서 석박사논문이나 학술지를 작성하는 경우가 많습니다. 기본서를 한권 정해서 충분히 읽고 그 다음에는 관련 전공 분야의 좋은 저널에 실린 최근 구조방정식 논문을 최소한 10개 이상 여러 번 읽으면서 구조방정식의 기본개념, 절차, 적용논리를 학습하시기 바랍니다.

 

저는 기본서로 Kline의 교과서를 활용합니다. 한글 번역본도 있으므로 참고하시기 바랍니다. 많이 쓰는 프로그램은 우리나라에서는 AMOS를 주로 사용하다가 최근에는 Mplus, R등도 많이 사용하고 있습니다.

 

오늘은 기본적인 개념과 대강의 절차를 소개해 보았습니다. 시간나는대로 세부 개념과 절차별 논점을 차례로 정리해 보겠습니다.

 

양적연구방법에는 위계가 있다는 점을 항상 기억하시고 차례대로 공부하고 이해하려고 노력하는 게 필요합니다.

 

구조방정식과 관련된 최근 연구방법은 구조방정식과 다층모형이 결합된 다층구조방정식이고, 제가 전공한 메타분석과 구조방정식이 결합된 메타구조방정식에 대한 논의가 활발하게 이루어지고 있습니다. 고급연구방법에 관심 있는 분들은 이러한 분야에 도전해 보시는 것도 의미 있는 일이라고 생각됩니다.