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실험 방법을 활용한 일부 연구 영역은 심리학 19세기 말 철학과 구별되는 몇 가지 특징이 있으며 이는 그 후로 대부분의 심리학적 연구의 필수적인 부분이 되었는데 실험 방법을 사용하는 몇 가지 주요 영역은 2가지로 구분될 수 있다. 먼저 인지 심리학은 인지 심리학자들이 연구한 주요 주제 중 일부는 기억력, 학습, 문제 해결, 주의이며 대부분의 인지 실험은 사회적 환경 대신 실험실에서 수행되었다. 주로 실험 변수를 최대한 제어하고 부적절한 사건이나 상황의 다른 측면에서 간섭을 최소화하기 위해 수행된 것으로 대부분이 실험 방법이 사용되었다. 행동을 연구하는 것 외에 실험자는 인지 과정에서 뇌의 어떤 부분이 활동적인지 볼 수 있는 FRT나 PET을 이용할 수도 있다. 동물인지는 인간이 아닌 동물의 정신적 능력을 말하는 것으로 이 영역의 연구는 종종 인간을 이용하는 인지 심리학자들과 유사한 문제에 초점이 맞춰져 왔으며 동물을 이용한 인지 연구는 조건을 더 가깝게 통제할 수 있고 인간에 대한 연구에는 개방되지 않는 방법을 사용할 수 있으며 동물에서 나의 상태 조절과 같은 과정들이 더 단순하게 나타나고 특정 동물들은 중요한 인지 기능을 명확히 할 수 있는 특별한 능력을 나타내기도 하므로 생존과 진화에 큰 영향을 미치고 있다. 다음으로 감각과 지각이란 실험 심리학에서 매우 긴 역사가 있으며 실험자들은 일반적으로 시각, 청각, 후각, 미각 및 수용력에 영향을 미치는 자극을 조작하며 감지 측정을 감지 성능의 많은 측면을 포함하는 영역에서 큰 역할을 하는 것으로 밝기의 구별 가능한 차이나 냄새 감지를 포함하며 이러한 측정에는 진동자, 감쇠기, 스트로 보스코 등과 같은 기기의 사용이 포함되고 있다. 실험은 시각적 환상이나 다른 자극에 의해 발생하는 감정과 같은 현상도 탐구하게 되는 것으로 행동 심리학과 사회 심리학이 이에 포함된다. 행동 심리학이란 심리학에 대한 행동주의적 접근법을 말하는 것으로 20세기 중반에 인기가 절정에 도달했으며 지금도 여전히 많은 실험적 연구와 임상 적용의 기초가 되고 있다. 설립자들은 이반 파블로프, 존 B 등을 포함하고 있으며 스키너, 파블로프 개들의 소화 체계에 대한 실험적인 연구는 그가 고전적인 조건화의 기본 원리를 확립하는 것을 통해 광범위한 실험을 끌어내게 되었다. 왓슨은 인간 행동에 대한 행동주의자의 접근법을 대중화하게 되었으며 앨버트와의 실험은 대표적으로 잘 알려져 있다. 스키너는 조작적 조건 부여를 고전적 조건 부여와 구별하고 실험 심리학의 후속 발전에 주요 요소로서 행동에 대한 실험적 분석을 확립하게 되었다. 다음으로 사회 심리학은 사회 심리학자들이 인간의 사회적 상호 작용을 이해하기 위해 하기 위해 실험실 내부와 외부에서 실험 방법을 사용한 것으로 사회 심리학 실험에서 널리 인용되는 두 가지 실험이 1971년 필립 짐바가 시행한 스탠퍼드 감옥 실험과 스탠리 밀그램의 복종 시험으로 두 실험 모두 일반인들을 잔인한 행동을 하도록 유도되었고 그러한 행동이 사회적 압력에 의해 매우 강하게 영향을 받을 수 있음을 시사하였던 실험이었다. 참가자들에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 이런 실험은 현재는 미국에서 법적으로 수행할 수 없게 되어 있다. IRB는 심리학적 실험의 수행을 모니터링하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 심리학적 연구가 이루어지는 대학 같은 기관에서 법에 따라 요구되고 있다. 이의 목적은 실험이 윤리적 규범이나 법적 요구를 위반하지 않도록 하는 것이므로 인간의 대상을 신체적이나 심리적으로 보호하고 동물의 인간적이니 대우를 보장하고 있다. 실험 시작 전 각 실험에 사용할 절차를 검토해야 하며 인간 참가자들의 사전동의가 이루어져야 하며 참가자들은 실험의 일반적인 성격과 목적이 무엇인지 정확히 알아야 하며 수행될 수 있으며 면제, 완전한 검토가 이루어져야 한다. 실험 심리학에 반대하는 한 학교는 비판 이론이라고 불리는 프랑크푸르트 학교와 연계되어 있으며 비판 심리학자들은 실험 심리학이 인간이 존재하는 문화적 경제적 역사적 맥락에서 독립적인 실체로서 인간에게 접근한다고 주장하는 이론이다. 중요한 심리학자들은 하버드 마커서와 같은 인간의 정신과 행동에 대한 맥락은 무시되고 있으며 이에 따라 심리학자들은 지배적인 사회 질서에 암묵적인 지지를 부여하며 인간 본성의 부정확한 초상화를 보여주게 되는 것으로 보며 비판하는 측면이다.