인과적 타당성을 위한 도구변수 분석법: 교육 연구에의 활용 가능성 탐색

Introduction to Instrumental Variable Analysis for Education Research

도구변수(instrumental variable) 분석법은 무선할당을 적용한 실험연구가 아닌 상황에서도 타당한 인과효과를 추정할 수 있는 통계적 접근법 중 하나이지만, 국내 교육학 분야에서는 거의 활용되고 있지 않다. 본 논문의 목적은 교육 분야의 응용 연구자들을 위해 도구변수 분석법의 기본 원리와 그 활용 가능성을 소개하는 것이다. 특히, 본 논문은 인과그래프(causal graph)를 활용하여, 도구변수 분석법의 핵심 가정과 작동 원리에 대한 보다 직관적인 설명을 제공한다. 이론적인 설명과 함께, 교육 연구에서 활용 가능성이 큰 무선화 유도 설계(randomized encouragement design), 지각된 구인(perceived construct)의 효과 연구, 실험적 처치에 대한 비순응(noncompliance)의 맥락에서 도구변수 분석법에 대해 논의한다.

Instrumental variable (IV) analysis is a statistical approach that enables valid estimation of causal effects, even in non-experimental settings where randomization is not possible. Despite its potential utility, IV analysis remains underutilized in Korean education research. The purpose of this paper is to introduce the fundamental principles of IV analysis and its applications. Specifically, the paper employs causal graphs to provide a more intuitive explanation of the key assumptions and mechanism underlying IV analysis. In addition to providing theoretical explanations, the paper explores the applicability of IV analysis in the context of education research through examining randomized encouragement designs, perceived construct studies, and treatment noncompliance. By doing so, this paper aims to facilitate a better understanding of theoretical foundations and practical considerations when applying IV analysis in education research.