Visual stimuli of food increase academic performance and create high beta and gamma EEG oscillations

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 농업생명과학대학 농생명공학부, 2018. 2. 이기원.Food and cooking have long been widely used as educational tools (McAfee, 1974)however, they have focused on cooking and pre-school children which causes too many limitations for wide use (Caraher, Michelle, & Seeley, 2010). There is too little scientific background and evidence to prove the efficacy of food in education (Caraher, Michelle, & Seeley, 2010). This study is designed to scientifically evaluate how food as concepts and visual stimuli are effective for learning science. In this study, 99 people were collected in total from four middle schools in Suwon city. Every participant was in the first grade of the middle school with normal visual activity, hearing ability and motor activity. Participants only visited the laboratory on one occasion. The participants with a BMI over 23 were excluded from the study and all food intake was prohibited for two hours before the experiment. First, participants were divided into three groups: a control group, an experimental group and an active control group. Grouping was conducted such that each group had a similar level of scientific attitude and knowledge of heat energy and temperature as determined by testing with Test of Science-Related Attitudes(TOSRA) and a pre-knowledge test. After grouping, brain waves were recorded by EEG methods while participants watched education videos. Film clips for experimental group had many pictures of food to explain heat energy and temperature in opposition to the two other groups. After learning, participants submitted a Course Interest Survey(CIS) and post-knowledge test. In conclusion, the experimental group showed a high frequency of high beta and gamma EEG oscillations, which are considered as complex mental activities. Those correlated with the results of CIS and the comparison of pre and post knowledge tests. The experimental group had especially improved their academic performance in difficult problem solving situations. In summary, visual stimuli and concepts of food can be effective tools in adolescents science education.Chapter 1. Introduction 1 1.1 Educational Effects of Food 1 1.2 My hypotheses 2 Chapter 2. Materials and Procedures 3 2.1 Participants 5 2.2 Grouping 6 2.3 Test of Science-Related Attitudes (TOSRA) 7 2.4 Film Clips 8 2.5 Course Interest Survey (CIS) 10 2.6 Pre-and-Post Knowledge Tests 11 2.7 Electrophysiological Recordings 12 Chapter 3. Results 15 3.1 Comparison of pre-and post-knowledge tests 16 3.2 Test of Science-Related Attitudes (TOSRA) Scores 20 3.3 Course Interest Survey (CIS) Scores 21 3.4 Relative High Beta Power Spectrum 22 3.5 Relative Gamma Power Spectrum 24 Chapter 4. Discussion 26 Reference 28Maste

A study on revising the laws and regulations regarding the online training of government employees

본 연구에서는 최근 공무원교육훈련의 한 방법으로 급속히 확산되고 있는 사이버교육의 내실 있는 운영을 위하여 선행 연구 및 유관 법제 분석에 따른 시사점을 바탕으로 현행 법제도가 안고 있는 문제점을 밝히고, 법제도적으로 개선해야 할 사항들을 제시하였다. 현행 관련 법제도의 문제점으로는 관련 법령인 공무원교육훈련법과 지방공무원교육훈련법 및 동법 시행령에 사이버교육에 관한 규정이 부재하며, 실질적인 공무원 사이버교육과정 운영의 지침서 역할을 하고 잇는 공무원사이버교육지침의 내용도 구체성을 결여하고 있어서 교육의 질을 확보하고 단위 교육훈련기관의 사이버교육과정 운영을 효율적으로 하는데 매우 미흡하고, 사이버 공무원교육에 관한 체계적인 평가시스템이 부재하며, 학습관리시스템과 콘텐츠의 표준화를 위한 구체적인 지침이 명문화되어 있지 않다는 점을 지적하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위한 방안으로는 공무원교육훈련법 및 동법 시행령에서 교육의 방법을 규정한 조항에 사이버교육에 관한 규정을 보완하고, 교육과정 운영계획에 사이버교육에 관한 계획을 포함하도록 하며, 사이버교육 전문기관에 의한 객관적인 질관리 장치를 법령에 포함시키도록 하는 방안을 제안하였다. 한편, 공무원사이버교육지침의 개선을 위해서는 중앙인사위원회의 장이 외부의 사이버교육 전문기관을 구체적으로 지정하여 콘텐츠의 품질인증 및 사이버교육 과정 운영 전반에 관한 평가와 컨설팅을 하도록 하며, 메타데이터 및 학습관리시스템의 표준화를 통한 콘텐츠 공동 활용 촉진, 운영요원 등 인적요건의 명사를 통한 전문 인력 확보, 정보보안 체제의 구축을 통한 안정적인 시스템 운영 등의 규정을 포함하는 방안을 함께 제시하였다. 아울러 공무원 교육훈련 종합평가와 평가항목에 사이버교육에 관한 항목을 포함시키는 방안을 제안하였다. The purpose of this study was to suggest revisions for improving the current laws and regulations pertaining to the online training of government employees. The previous research and literature related to the online training of government employees was reviewed, and some useful implications were drawn for a revision of the current laws and regulations. From these implications, possible improvements of the current laws and regulations were suggested. There are two major results of the study. First, it was found that the current law and regulations involved a variety of problems as a result of vague articles about regulating the online government employee training program in terms of quality of education. Second, revisions to the structure and content of the relevant laws and regulations (such as 「Government Employee Training Act」 and 「Local Government Employee Training act」 and 「Online Government Employee Training guide lines」) were suggested and some ideas for new articles were proposed for the relevant regulations so that policy makers might use them as they revise the law. The suggestions included the evaluation and consulting of the online government employee training.본 논문은 2007년 한국외국어대학교 교내학술연구비 지원에 의한 것임

분열성 효모 Schizosaccharomyces pombe의 glutathione reductase와 superoxide dismutase 유전자의 발현 조절

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :미생물학과,1997.Docto

Temperature Estimation of Winding and Permanent Magnet in PMSM Using Difference-Estimating Artificial Neural Network

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2020. 8. 하정익.본 논문은 영구자석 전동기의 권선과 영구자석의 온도를 추정하는 인공 신경망 기반 모델을 제안한다. 영구자석 전동기의 온도 정보는 지나치게 높은 온도에서의 구동을 방지하여 사고나 영구적인 성능 저하를 막는데 필수적이다. 영구자석 전동기의 온도를 추정하는 기존 연구로 고정자 저항이나 쇄교자속 등의 전기적 제정수들이 온도에 따라 그 크기가 변하는 특징을 사용하는 방법이 있다. 그런데 이 방법으로는 권선이나 영구자석의 온도 분포 정보를 얻을 수 없기 때문에 전동기 내부의 최고 온도를 알기 어렵다. 이와 달리 영구자석 전동기의 구조와 손실을 열등가회로로 표현하여 관심 부위들의 온도를 추정하는 기존 연구들이 있다. 하지만 이 방법에는 각 부위로 유입되는 각 종류의 손실 정보가 필요한데 이를 운전 조건과 온도에 따라 조사하는 것에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 영구자석 전동기 관련 모델링 기법을 활용하지 않고, 데이터 주도적인 접근을 취한다. 본 연구에서 제안하는 모델은 운전 조건으로부터 바로 영구자석 전동기 내 관심 부위들의 온도를 추정하는 모델이다. 제안하는 온도 추정 모델은 온도와 운전 조건의 과거 정보들로부터 다음 샘플링의 온도를 추정하는데, 입출력 사이의 비선형 관계의 묘사를 위해 인공 신경망을 이용한다. 본 논문은 기본적인 구조인 FNN(피드포워드 신경망)과 시간에 따른 특징을 포착하는 데 강점을 갖는 CNN(컨볼루션 신경망), RNN(순환 신경망)을 사용한 온도 추정 모델들을 구성하는 방법을 설명하고, 각 구조의 추정 성능을 표현 자유도에 따라 비교해 보인다. 본 논문은 인공 신경망의 출력이 온도가 아니고 온도의 변화인 DFNN 구조를 제안하고, DFNN이 FNN에 비해 학습 속도와 추정 성능에 있어 강점을 가짐을 설명한다. 그리고, 손실에 대한 이해를 바탕으로 생성된 비선형 변수들로 입력을 대체함으로써 인공 신경망의 복잡도나 추정 성능에 개선을 이룰 수 있는 지 확인한다. 또, 연속적인(폐루프) 온도 추정의 오차가 작은 모델을 얻기 위해 인공 신경망이 가져야할 표현 자유도를 정하는 과정을 제안한다. 인공 신경망은 영구자석 전동기의 온도를 변화시키며 속도와 토크의 다양한 조합을 담고 있는 두 종류의 프로파일로 훈련되고 평가되었다. 전체 데이터셋에 대해 폐루프 추정 오차의 최대치가 가장 작은 DFNN 모델은 추정 중 3.5 °C의 최대 오차를 보였고, 평균 절댓값 오차는 0.7 °C였다. (비교를 위해 제작된 비선형 설명 변수를 사용하는 회귀 모델은 최대 14.2 °C의 오차를 보였다.) 폐루프 추정에서, 비선형 설명 변수를 활용하거나 CNN, RNN 구조를 사용하는 것에 비해 단순한 입력 변수를 갖는 DFNN이 안정적인 성능을 보였다. 본 논문은 실험 결과를 바탕으로 식별된 비선형 온도 추정 모델의 점근적 안정성을 조사하는 방법을 제안하고, 훈련된 모델의 안정성을 전체 운전 영역에 걸쳐 조사하는 과정을 함께 제안한다. 제안된 인공 신경망의 구조 및 생성 과정의 유효성은 2개 실험과 1개 예시 비선형 시스템을 통해 검증되었다. 제안된 DFNN 기반 NARX 모델은 충분히 높은 샘플링 주파수가 사용되었거나 샘플링 간 상태의 차분이 작게 측정된 데이터셋에 대해 높은 학습 및 추정 성능을 갖는다. 이에, 전동기의 온도 추정에 국한되지 않고, 제안된 모델은 임의의 비선형 시스템을 효과적으로 묘사하는데 활용될 수 있을 것이라 기대된다.This dissertation proposes an artificial-neural-network(ANN)-based model for temperature estimation of winding and the magnet inside a permanent magnet synchronous machine (PMSM). The temperature information is essential to prevent the potential electrical fault or irreversible degradation of a PMSM. One type of existing studies on PMSM temperature estimation utilizes the characteristics of electrical parameters, which have varying values according to the temperature of the electric machine. However, as the temperature estimated from the electrical parameter does not have information about the distribution, this approach is not suitable for knowing the hottest point inside the electric machine. On the contrary, another type of forgoing researches describes a PMSM as a thermal circuit. It estimates the temperatures of multiple parts inside the machine with the loss-and-heat-flow point of view. The disadvantage of this method is that the loss flows into each part of the machine should be investigated for various operating conditions. Therefore, this dissertation proposes a model that estimates the temperature of multiple parts of a PMSM directly from the operating conditions. To know the temperature distribution of a PMSM, a model that describes the generation and flow of heat, as a conventional thermal-circuit-based method does, is proposed. The proposed model estimates the temperature at the next sampling from past information of temperature and operating conditions, and the nonlinear relationships between them are described by a neural network. This paper shows the structures of feedforward neural network(FNN), convolutional neural network(CNN), and recurrent neural network(RNN) for temperature estimation, where CNN and RNN are known to have the strength of detecting features of input data according to time. The estimation performances of the ANNs are compared by changing the DOF of expression (the number of layers and neurons). DFNN(difference-estimating FNN), which takes temperature variation as the output instead of temperature, is proposed, and the merits of DFNN on learning speed and estimation performance is explained. By changing the input variables of DFNN with nonlinear terms generated with understandings about losses, it is checked whether enhancement could be achieved on the complexity or estimation performance. A guide for deciding the structure of a DFNN is given that helps to obtain a model with a small continuous (closed-loop) estimation error. DFNNs were trained and tested with two types of profiles, which change the temperature of PMSM with various operating conditions. For whole datasets, the best DFNN model kept the closed-loop estimation errors of all channels under 3.5 °C, and the average absolute error was 0.7 °C. (A regression model with nonlinear explanatory variables showed 14.2 °C of peak error.) In the closed-loop estimation, DFNN with simple input variables showed stable and good closed-loop estimation performance compared to CNN, RNN, or DFNN using nonlinear input variables. This paper proposes a method for checking the asymptotic stability of a nonlinear temperature estimation model, and the procedure of investigating the stability of the trained model over the whole operation range is shown. The proposed generation procedure of a DFNN-based temperature estimation model is verified with two real experiments with different PMSMs and with one example nonlinear system. The proposed DFNN-based NARX model is expected to show high learning and estimating performance, if the train dataset is acquired with sufficiently high sampling frequency, or if the difference of the state is measured in small magnitude. Not limited to a temperature estimation model of a PMSM, a DFNN-based NARX model is considered to be a suitable way for describing a nonlinear system.제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목적 9 1.3 논문의 구성 10 제 2 장 전동기의 손실과 기존 온도 추정 기법 13 2.1 열회로와 전동기의 손실 13 2.1.1 열회로 13 2.1.2 전동기의 손실 15 2.2 기존 영구자석 전동기 온도 추정 기법 24 2.2.1 전기적 제정수 기반 온도 추정 기법 25 2.2.2 전기적 제정수 기반 온도 추정 기법의 적용 33 2.2.3 열등가회로 기반 온도 추정 기법 42 2.3 NARX 모델과 단계적 회귀 45 제 3 장 전동기 온도 변화 데이터 취득 56 3.1 실험 A 57 3.1.1 실험 A의 환경 57 3.1.2 실험 A의 훈련 및 평가 데이터셋 63 3.2 실험 B 74 3.2.1 실험 B의 환경 74 3.2.2 실험 B의 훈련 및 평가 데이터셋 79 제 4 장 인공 신경망 기반 온도 추정 모델 84 4.1 인공 신경망의 구조와 연산 86 4.1.1 FNN(피드포워드 신경망)의 구조와 연산 86 4.1.2 CNN(컨볼루션 신경망)의 구조와 연산 94 4.1.3 RNN(순환 신경망)의 구조와 연산 99 4.2 인공 신경망을 이용한 NARX 모델 구현 103 4.2.1 FNN과 DFNN을 이용한 NARX 모델 구현 – 출력 변수 변환을 통한 학습 성능 개선 103 4.2.2 CNN을 이용한 NARX 모델 구현 123 4.2.3 RNN을 이용한 NARX 모델 구현 126 4.3 인공 신경망을 이용한 온도 추정 결과 – 실험 A 128 4.3.1 FNN 기반 모델의 추정 결과 128 4.3.2 DFNN 기반 모델의 온도 추정 결과 137 4.3.3 단계적 회귀 결과를 활용하는 DFNN 모델 159 4.3.4 CNN 기반 모델의 온도 추정 결과 175 4.3.5 RNN 기반 모델의 온도 추정 결과 180 4.4 인공 신경망을 이용한 온도 추정 결과 – 실험 B 188 4.5 인공 신경망 기반 NARX 모델의 안정성 196 4.6 인공 신경망 기반 NARX 모델의 활용을 위한 추가 고려 사항 203 제 5 장 결론 및 향후 연구 212 5.1 연구 결과 212 5.2 향후 연구 215 참고문헌 217Docto

디젤 엔진 EGR 쿨러의 파울링 특성에 관한 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2014. 2. 민경덕.In recent years, HSDI (high speed direct injection) diesel engines have been largely applied to RV, SUV and passenger cars due to good fuel economy, high thermal efficiency and very low carbon dioxide emissions. However, worldwide environmental issues such as global warming have led to ever tightening exhaust emission legislations for passenger diesel vehicles, especially on NOx and PM emissions. For example, Euro-6 emission legislation enforced since 2014 mandates that NOx emissions should be reduced by 56% more than the current Euro-5. An exhaust gas recirculation (EGR) system has been widely applied to diesel engines to reduce NOx emissions without a large modification on the engine body. The principle of EGR is to reduce the temperatures of flame and the oxygen concentration of working fluid in a combustion chamberthereby, reducing NOx emissions. The existing EGR system uses only EGR valve to reduce NOx emissions, resulting in increase in PM emissions. Therefore, modification on the system is required to avoid the PM penalty. Recently, numerous researches have been actively conducted to reduce NOx emissions as well as to overcome the disadvantages of deteriorating PM and fuel consumption through a new EGR cooler system. In order to satisfy the strict Euro-6 NOx emission standard, the use of a high EGR rate becomes more crucial. If a high EGR rate is applied, PM emissions will be inevitably increased. Practically, high concentration of PM in the exhaust gas is relatively easy to be deposited on the surface of an EGR cooler. This is so-called fouling which deteriorates the thermal effectiveness of an EGR cooler and increases the pressure drop through it. As a result, the NOx reduction rate and the performance of an engine will be decreased. On the other hand, recent combustion technologies of HSDI diesel engine such as LTC (low temperature combustion) diesel engine and ultra-high pressure fuel injection system lead to severe fouling phenomena because smaller sized particles deposit on the inner surface of an EGR cooler. Accordingly, many studies have been conducted in the field of EGR cooler fouling. However, there are few researches concerning the cross correlation on the fouling phenomena between a test rig and a real engine. In this study, the design features of existing and modified EGR coolers were reviewed to maintain desired performance against fouling resistance. The behavior of fluid such as velocity vector, temperature and pressure contour of exhaust gases in EGR cooler was analyzed through 3-D CFD (Computational Fluid Dynamics). The results which consist of outlet temperatures, heat transfer effectiveness and pressure drops and so on were obtained by using 2 kinds of EGR coolers in production and another 2 kinds of modified EGR coolers. Then, the characteristics of the above EGR coolers on a test rig were investigated at clean and fouled conditions. During this step, fouling resistances which are directly related to the heat transfer effectiveness were verified with gas velocities. In addition, the characteristics of EGR coolers on engine dynamometers were evaluated at clean and fouled conditions. The fouling test mode was made on the basis of ESC 13 mode and proposal from an EGR cooler manufacturer. The characteristics of heat transfer effectiveness and pressure drop were examined with EGR mass flow rates. For the further analyses on the emission level of NOx and PM were performed according to EGR ratio. This work has the advantages to identify the change rate of NOx and PM for the purpose of evaluation of EGR coolers. The fouling characteristics of each step, such as design review, rig test and engine test were evaluated through the aforementioned studies. On the basis of these results, the improved design specification was proposed. The effectiveness of improved EGR cooler was confirmed through CFD analysis. From these, it is possible to suggest proper methodology to obtain good characteristics against fouling of EGR cooler.Chapter 1. Introduction 1.1 Background and Technical review 1.1.1 Emission legislations 1.1.2 Previous researches on fouling phenomena 1.2 Objectives Chapter 2. Theoretical basis 2.1 Fouling mechanism 2.1.1 Thermophoresis by temperature gradient 2.1.2 Condensation and diffusion 2.2 Principle of heat exchanger 2.2.1 Overall heat transfer coefficient 2.2.2 The effectiveness of EGR cooler Chapter 3. Design review for EGR coolers 3.1 CFD analysis 3.1.1 3-D Modeling 3.1.2 CFD analysis condition 3.2 The results of analysis Chapter 4. Experimental test on a test rig 4.1 Experimental setup 4.1.1 Experimental apparatus 4.1.2 Experimental conditions 4.2 Experimental results 4.2.1 The effects of EGR mass flow 4.2.2 The effects of PM feeding 4.3 Fouling mechanics of EGR cooler 4.3.1 The equations for fouling resistance 4.3.2 The results of fouling resistance Chapter 5. Experimental test on an engine 5.1Experim ental setup 5.1.1 Experimental apparatus 5.1.2 Experimental conditions 5.2 Experimental results 5.2.1 Effectiveness characteristics of I-flow EGR coolers 5.2.2 NOx/PM characteristics of I-flow EGR coolers 5.2.3 Effectiveness characteristics of U-flow EGR coolers 5.2.4 NOx/PM characteristics of U-flow EGR coolers 5.2.5 PM characteristics of U-flow type at equivalent NOx 5.2.6 Correlation of effectiveness between rig and engine Chapter 6. Virtual modification of Fin geometry 6.1Virtual modification of fin geometry 6.2 Results of CFD analysis 6.3Validation process for the performance development of EGR cooler 6.4 NOx trade-off as per improvement of effectiveness Chapter 7. Conclusions Bibliography 초 록Docto

A Study on the Stress Relief Effects of Adolescent Physical Activity in City Parks

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 조경학, 2017. 2. 김성균.한국 청소년의 주관적 행복지수는 OECD 회원국 22개국 중 가장 낮고 2009년 이후 2016년까지 2015년(23개국 중 19위)을 제외하면 매년 최하위로 기록하고 있다. 이런 현실 속에 살아가는 한국 청소년들을 위해 다양한 분야에서 보다 실천적인 연구가 필요하며, 특히 청소년의 스트레스를 완화시킬 수 있는 방안에 대한 구체적인 연구가 이루어져야 한다. 본 연구는 다음과 같은 이유로 연구의 필요성 및 의의를 가진다. 첫째, 청소년 스트레스 완화를 위해 여가시간을 이용한 신체활동이 매우 필요하므로 그러한 신체활동을 위한 방안 중에 하나로 도시공원의 청소년 활용 방안에 대한 근거를 제시하고자 한다. 둘째, 청소년 스트레스 완화를 위해 쉽게 접근할 수 있고 자주 방문가능하며 다양한 활동이 용이한 보다 현실적인 실천방안이 필요하므로 조경분야에서 청소년 스트레스 완화 방안 모색의 일환으로 기존연구의 대상지인 숲으로 대표되는 자연환경이나 체육시설 및 오픈스페이스가 아닌 도시공원을 대상으로 한 연구를 제안하고자 한다. 셋째, 청소년 스트레스 완화효과 검증에 관한 연구에 있어서 확실한 신뢰성 확보가 필요하므로, 이를 위해 심리실험뿐만 아니라, 특히 기존 연구에서 실험 여건, 피험자구성의 어려움, 절차상의 복잡성 등으로 인해 청소년 대상으로 많은 연구에서 도입하지 못했던 생리실험도 진행해서 보다 구체적이고 과학적인 검증을 하고자 한다. 이를 위해 본 연구는 다음과 같은 목적을 가지고 진행되었다. 서울 강남권 거주 중고등학생인 청소년을 대상으로 스트레스 대처 방법에서 도시공원 체험활동이 스트레스 완화 효과에 긍정적인 영향을 미칠 것이다라는 가설을 설정하고, 도시공원 체험활동을 강남권 청소년에게 적용함으로써 스트레스 완화 효과에 미치는 영향을 심리 및 생리적으로 체계적이고 명확하게 검증하여, 청소년 스트레스 대처 방안으로 도시공원 체험활동이 적극 활용될 수 있도록 하는 토대를 마련하고자 한다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위한 연구의 과정은 다음과 같다. 첫째, 최근 동향분석으로 문제점을 파악하고 선행연구조사를 통해 연구의 중요성을 인지해서 연구방향 및 목적을 설정하였다. 둘째, 구체적으로 청소년 스트레스 완화효과 검증을 위해 기존 연구 및 방법을 검토한 후 이번 실험 대상지인 서울숲공원에 적합하고 효과적인 연구방법과 측정지표들을 선별하였다. 셋째, 이을 토대로 구체적인 실험 설계를 고안하였다. 넷째, 실험설계대로 예비실험 후 본 실험을 진행하였으며 측정된 실험데이터를 각 분야 전문가와 의료 및 연구기관과 협조하여 실험결과를 도출하였다. 다섯째, 도출된 실험결과를 통계관련 프로그램들을 활용해서 분석하였고 분석된 내용의 평가 및 고찰을 통해 본 연구의 목적에 맞는 결론을 도출하였다. 이러한 연구과정으로 진행된 본 연구는 도시공원 체험활동이 청소년에게 심리 및 생리적으로 어떠한 영향을 주는지를 명확하게 검증하기 위해 2014년 3월초에 강남권 청소년 10명을 대상으로 서울숲공원에서 예비실험을 실시하였고 이를 토대로 체계적인 실험설계를 고안하였다. 구체적인 내용을 살펴보면 같은 해 10월초에 강남에 거주하는 중학교 2학년에서 고등학교 1학년인 청소년 25명을 대상으로 서울숲공원 Park 1에서 실험을 진행한다. 공원 체험활동 전에 생리측정인 코티솔, 심박수, 심박변이도와 심리검사인 자아존중감, 상태불안감, 기분상태검사를 실시한 후, 공원 탐방체험 및 선호장소 신체활동을 1시간동안 진행하고 그 후에 체험 전에 실시했던 같은 생리 및 심리검사를 진행한다. 여기서 나온 생리실험 데이터는 의료기관에 의뢰하고 심리실험 데이터는 전문가와 협조하여 분석한다. 분석 결과를 기존 연구와 비교분석한 후 결과 고찰을 통해 본 연구 목적에 맞는 결론을 도출한다. 실험설계대로 진행한 실험 중 생리실험 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구의 타액 중 코티솔의 농도에 대해 살펴보면 공원 체험활동 전에 0.35 µg/dl에서 체험활동 후에 0.28 µg/dl로 유의하게 낮아졌는데(p=0.024), 이는 공원 체험활동이 스트레스 상태에 있을 때 분비되는 코티솔 호르몬 수치를 낮춰줘서 스트레스 해소에 긍정적인 영향을 주었다고 판단된다. 둘째, 본 연구의 심장박동수를 살펴보면 공원 체험활동 전에 81.85회/분에서 체험활동 후에 75.18회/분로 유의하게 낮아졌는데(p=0.024), 이는 신체의 긴장을 낮춰주고 몸과 마음이 안정화되었음을 보여준 것이다. 셋째, 본 연구의 심박변이도 측정실험을 통해 HF성분을 살펴보면 공원 체험활동 전에 521.64(msec2)에서 후에 767.97(msec2)로 유의하게 높아졌는데(p=0.039), 이는 안정될 때에 활성화되는 부교감신경활동이 활성화되었음을 나타낸다. 넷째, LF/HF성분에서도 공원 체험활동 전에 1.81에서 체험활동 후에 1.21로 유의하게 낮아졌는데(p=0.002), 이는 스트레스 상태에서 활성화되는 교감신경활동이 억제됨과 동시에 부교감신경활동이 활성화되었음을 보여주고 있다. 실험설계대로 진행한 실험 중 심리실험 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구의 자아존중감 검사결과를 살펴보면 69.22에서 공원 체험활동 후에 74.96으로 유의하게 높아졌는데(p=0.032), 이는 피험자의 자신감과 자긍심을 회복시켜 자아존중감 향상에 도움을 주었음을 보여주고 있다. 둘째, 본 연구의 상태불안감 검사결과를 살펴보면 44.13점에서 공원 체험활동 후에 38.57점으로 유의하게 감소하였는데(p=0.013), 이는 피험자의 불안상태를 감소시키고 정서안정에 기여하고 있음을 나타내고 있다. 셋째, 본 연구의 기분상태검사(POMS)의 검사결과를 살펴보면 공원 체험활동 후에 긴장-불안(T-A)은 6.04에서 2.83으로(p=0.013), 우울(D)은 4.83에서 1.96으로(p=0.003), 피로(F)는 6.91에서 4.35로(p=0.009), 종합정서장애(TMD)는 16.87에서 3.57로(p=0.004) 유의하게 낮아졌고, 분노(A-H)는 3.39에서 0.04로, 혼란(C)은 6.96에서 5.48로 낮아졌으며 활기(V)는 11.26에서 13.09로 높아졌는데, 이는 공원 체험활동이 심리상태를 안정시켜 주고 긍정적인 영향을 줬음을 보여주고 있다. 이러한 연구 결과를 토대로 결론을 내리면 다음과 같다. 첫째, 공원 체험활동이 스트레스의 생리적 지표인 타액 중 코티솔의 농도(Salivary Cortisol)와 심박수(HR)에 미치는 영향을 분석한 결과, 참여 전보다 참여 후 코티솔 농도와 심박수가 감소한 것으로 나타났으며, 이를 통해 강남권 청소년을 대상으로 도시공원 체험활동이 스트레스 완화에 효과가 있었음을 보여주었다. 특히 체험 전 높은 코티솔 농도와 심박수를 통해 강남권 청소년들이 평소에 스트레스를 더 많이 받고 있다라는 가정을 입증할 수 있었다. 둘째, 공원 체험활동이 심박변이도(HRV)에 미치는 영향을 분석한 결과, 참여 전보다 참여 후 안정될 때에 활성화되는 부교감신경활동이 활성화되고, 스트레스 상태에서 활성화되는 교감신경활동이 억제된 것으로 나타났으며, 이를 통해 공원 체험활동이 청소년의 생리적으로 안정시켜 준 것으로 분석되었다. 특히 기존 연구에 비해 유의성 있는 결과가 나올 수 있었던 것은 숲 체험, 자연경관 감상, 운동 등의 신체활동 뿐만 아니라 다양한 신체활동이 공원을 통해 복합적으로 이루어지면서 시너지 효과가 난 것으로 판단되었다. 셋째, 공원 체험활동이 청소년의 자아존중감(SEI)과 상태불안감(STAI-X1)에 영향을 알아보기 위해 분석한 결과, 참여 전과 후의 변화를 살펴보면, 자아존중감은 유의하게 향상되었고 상태불안감은 유의하게 낮아진 것으로 나타났으며 이를 통해 공원 체험활동이 청소년의 불안감을 안정화시켜주고 긍정적인 영향을 주어 자신이 가치가 있고 중요하다고 생각하는 자아존중감을 향상시켜 준 것으로 나타났다. 넷째, 공원 체험활동이 청소년의 정신건강에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시한 기분상태검사(POMS)를 분석한 결과, 참여 전과 후의 변화를 살펴보면, 긴장-불안, 우울, 피로, 혼란, 활기, 분노, 종합정서장애에서 모두 긍정적인 결과가 나타났으며 특히 스트레스를 평가에 적합한 하위요소인 긴장-불안, 우울, 피로, 종합정서장애에서 유의하게 낮아진 것으로 나타났다. 이를 통해 공원 체험활동이 상태불안감과 더불어 심리적으로 긴장과 불안한 감정을 안정시켜주고 피로를 풀어주는 긍정적인 영향을 주었으며 이로 인해 우울감이 회복되어 전체적으로 기분상태를 개선시켜줌을 확인할 수 있었다. 본 연구의 제한 및 시사점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 청소년 25명(실험결과반영 참가자 23명)을 대상으로 공원 체험활동을 실시한 결과로 지역적, 표본적 제한이 있기 때문에 청소년 모두에게 일반화하는 것은 한계가 있다. 이에 보다 신뢰성 있는 결론을 도출하기 위하여 검사장비 및 충분한 인력 확보를 통해 더 많은 피험자가 참여하는 실험을 제안하고자 한다. 둘째, 본 연구는 비교집단을 선정하지 않고 실험집단만을 대상으로 진행하였으므로 추가 연구에서는 비교집단이 설정된 연구가 이루어져야 할 것이다. 도시공원과 숲과 체육시설 공간 등 다른 유형의 대상지나 다른 공원을 대상으로 체험활동을 통한 비교 검증 등의 후속 연구를 제안하고자 한다. 셋째, 본 연구에서 제안한 체험활동 이외에 다양한 프로그램 적용을 통한 비교 검증 등의 후속 연구 및 보다 효과적인 공원 체험활동 프로그램 개발에 관한 연구를 제안하고자 한다. 끝으로, 본 연구에서는 청소년의 스트레스 완화 효과를 검증하는데 목적이 있었으므로 추후에는 효과의 지속성에 대한 연구를 제안하고자 한다. 서울숲공원 등 도시공원에 인접한 중고등학교 학생들의 방과 후 수업과 연계하여 1년 동안 지속적으로 모니터링하면서 여러 번의 정기적인 측정을 통해 공원프로그램에 따른 스트레스 완화 효과의 지속성을 측정하는 연구를 제안하고자 한다. 또한 각종 체험활동에 따른 효과의 지속성에 관한 연구 등도 제안하고자 한다.I. 서 론 1 1.1 연구의 배경 및 필요성 1 1.2 연구의 목적 8 II. 이론적 배경 10 2.1 선행 연구 고찰 10 2.1.1 청소년의 여가활동 10 2.1.2 도시공원 체험활동 12 2.1.3 스트레스 완화효과 14 2.2 생리실험 측정지표 16 2.2.1 코티솔 농도(Cortisol) 16 2.2.2 심장박동수(Heart Rate) 17 2.2.3 심박변이도(HRV) 18 2.3 신뢰도 계수(Cronbachs) 23 2.4 심리실험 측정지표 24 2.4.1 자아존중감(SES) 25 2.4.2 상태특성불안척도(STAI) 32 2.4.3 기분상태검사(POMS) 35 2.5 통계적 검정력 분석 38 III. 연구 방법 및 내용 42 3.1 연구의 과정 42 3.2 연구의 대상 43 3.2.1 표본 크기 43 3.2.2 피험자 46 3.2.3 대상지 47 3.3 실험 설계 50 3.4 공원 체험활동 적용 53 3.4.1 공원탐방 체험활동 57 3.4.2 선호장소 신체활동 58 3.5 평가 도구 60 3.5.1 생리실험 60 3.5.2 심리실험 63 3.6 자료 분석 64 IV. 실험 결과 및 고찰 65 4.1 공원체험 생리평가 65 4.1.1 타액 중 코티솔 농도(Salivary Cortisol) 65 4.1.2 심장박동수(HR) 68 4.1.3 심박변이도(HRV) : HF성분과 LF/HF성분 69 4.1.4 소 결 72 4.2 공원체험 심리평가 74 4.2.1 자아존중감(SEI) 75 4.2.2 상태불안감(STAI-X1) 76 4.2.3 기분상태검사(POMS) 77 4.2.4 소 결 85 4.3 실험결과에 관한 피험자별 고찰 87 V. 결론 및 제언 91 인용문헌 94 국내문헌 94 국외문헌 102 부록 110 Abstract 113Docto