1. 연구목적

본 연구의 목적은 중등학교 학생들의 학교체육활동 참여가 뇌 기능 및 인지 기능에 어떠한 영향을 미칠 수 있는지를 평가하고, 학생들의 인지 및 정서능력 개발을 위한 체육수업의 교수학습형태와 내용체계 개발을 위한 이론적 배경을 제공하는 데 있었다. ...

1. 연구목적

본 연구의 목적은 중등학교 학생들의 학교체육활동 참여가 뇌 기능 및 인지 기능에 어떠한 영향을 미칠 수 있는지를 평가하고, 학생들의 인지 및 정서능력 개발을 위한 체육수업의 교수학습형태와 내용체계 개발을 위한 이론적 배경을 제공하는 데 있었다.

2. 연구내용 및 방법

본 연구는 수도권에 위치한 1개 중학교에 재학 중인 2학년 학생(40명: 실험군 20명, 대조군 20명)을 대상으로 진행되었다. 논문검색 데이터베이스를 이용하여 검색된 선행연구들의 연구결과 분석을 통해 청소년기 학생들의 인지발달과 학업성취도에 긍정적인 영향을 미치는 신체활동의 종류와 그 활용에 관한 구체적인 정보를 수집하였다. 또한 아동•청소년의 인지 및 정서발달에 관한 전문가 집단인 신경정신과 전문의들과의 전문가 회의를 통해 의학적으로 밝혀진 신체활동과 인지 및 정서발달, 그리고 신체변화와의 관계에 대해 논의하고 논의내용을 본 연구를 위한 학교체육활동을 설계하는데 적용하였다. 문헌고찰과 전문가 회의를 통해 얻은 정보를 적용하여 학생들의 인지 및 정서발달에 유의미한 효과가 기대되는 신체활동을 선정하고 이를 적절하게 교육할 수 있는 체육교육모형을 수업에 활용하였다.
실험집단과 비교집단으로 나누어진 연구대상 학생들은 각각 다른 목적으로 설계된 학교체육 프로그램에 15주간 참여했다. 연구대상 학생들은 학교체육 프로그램에 참여하기 전과 후, 인지•정서능력 및 뇌 기능을 측정하기 위하여 설문지 검사, 심리 및 지능 검사, 기능적 뇌자기공명영상법(Functional Magnetic Resonance Imaging: f-MRI) 촬영이 실시되었다. 설문지와 심리 및 지능검사의 결과는 기술적 통계와 유의도 검사를 통해 사전, 사후 검사결과 간의 차이를 분석하였다. f-MRI 촬영결과는 휴지기 기능적 자기 공명영상기법(resting-state f-MRI)을 통해 측정된 학교체육활동 프로그램 참여 전후의 신경 활성화 지표의 변화 및 기능적 뇌신경망의 변화를 분석하는 데 이용되었다. 또한 주의력장애진단 시스템(ADHD Diagnostic System: ADS)을 통해 학교체육활동 프로그램 참여 전후의 주의집중 및 충동조절 능력의 변화를 정량적으로 측정했다.

3. 연구 결과

연구대상 학생들의 폭력성향 변화양상을 조사하기 위해 실시된 설문지 조사의 결과, 다수의 설문영역에서 실험집단 학생들의 폭력성향이 통계적으로 유의한 수준에서 감소한 것으로 나타났으며 비교집단 학생들과의 차이 역시 통계적으로 유의했다. 심리 및 지능검사 결과는 실험집단과 비교집단 학생들이 공통적으로 사전과 사후 검사결과에서 정서기능과 인지기능에 긍정적인 변화를 보였지만 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. f-MRI 촬영결과를 분석한 바에 의하면, 실험집단 학생들의 정서와 인지 기능을 조절하는 소뇌 주위에 위치한 다수의 뇌 영역 간의 연결성이 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타난 반면 비교집단 학생들은 뇌 영역 간 연결성이 통계적으로 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 하지만 연결성에 유의한 변화를 보인 뇌 영역의 수는 실험집단 학생들보다 작았다. 본 연구가 소수의 연구대상자를 대상으로 실시된 pilot study였기 때문에 연구대상자 개개인의 측정치가 연구자료를 분석한 결과에 큰 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 이러한 연구의 제한점을 감안한다면 본 연구의 결과는 본 연구를 통해 설계된 학교체육 프로그램이 연구대상 학생들의 뇌 기능과 인지 및 정서 기능에 주목할만한 영향을 미쳤다고 결론지을 수 있을 것이다.

1. Research purposes

The purpose of the study is to investigate changes in students’ brain conditions and cognitive functions after operating a brain-based physical education program. The present study focuses on the scientific assessment of student ...

1. Research purposes

The purpose of the study is to investigate changes in students’ brain conditions and cognitive functions after operating a brain-based physical education program. The present study focuses on the scientific assessment of students’ cognitive and affective development after implementing a brain-based physical education program that was designed considering the scientific mechanisms of the brain related to physical activity.

2. Methods

Students (n=40) who had had the experience of being bullied at school and a lower academic record compared to average students were selected as participants of the study. All of the selected students were male and in their second or third year of middle school. The present study operatively defined the selected students according to the above-mentioned standards as “maladjusted students.” Half of the selected students (n=20) belonged to the experimental group, and they comprised the group that participated in the developed brain-based physical education program for 15 weeks. Of course, the experimental group students were randomly selected. In contrast, the students who belonged to the control group (n=20) were completely separated from the experimental group students and did not participate in the developed physical education program.
The data from the participating students were collected by questionnaires, psychological tests, and functional Magnetic Resonance Imaging (f-MRI). Collected data from the f-MRI were analyzed by the researchers who belonged to a medical school and who focused on how the students’ brain functions had changed. Specifically, the connectivity of brain regions were analyzed in detail. Selected psychological tests for the present study were as follows: the Stroop test, Wisconsin Card Sorting Test, Children's Color Trails Test, Advance Test of Attention. All of the tests were conducted by child psychology specialists who worked at the children’s hospital of the medical school. The present study also used questionnaires that were developed for evaluating children’s psychological conditions (Korean Version of Aggression Questionnaire, Buss & Durkee Hostility Inventory, Peer Conflict Scale, Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorder). The collected data were analyzed by statistical significance tests to compare the results of the pre- and post-tests.

3. Results

In terms of the psychological tests and questionnaires, the experimental group students’ scores on the psychological tests related to thinking faculty slightly improved; however, the improvement was not statistically significant. The students’ responses to the questionnaires did not change, and there was no significant change between the pre- and post-measurements. In contrast, the control group students’ scores on the psychological tests significantly improved.
The connectivity of brain regions that control affective and cognitive functions were highlighted to analyze the change of participating students’ brain functions. Regarding experimental group students, the connectivity among a significant number of brain regions were significantly decreased after participating a brain based physical education porgram. In contrast, the control group students' connectivity of brain regions were significantly increased. Although the number of connectivity that showed a significant change was smaller than experimental group, the direction of change was opposite.

본 연구의 목적은 학교부적응 학생들의 학교체육활동 참여가 뇌기능 변화에 미치는 영향을 분석하는 데 있었다. 수도권 소재 1개 중학교의 남학생 40명이 본 연구에 참여했으며 연구대상 학생들은 본 연구를 통해 설계된 학교체육 프로그램에 15주간 참여하였다. 연구대 ...

본 연구의 목적은 학교부적응 학생들의 학교체육활동 참여가 뇌기능 변화에 미치는 영향을 분석하는 데 있었다. 수도권 소재 1개 중학교의 남학생 40명이 본 연구에 참여했으며 연구대상 학생들은 본 연구를 통해 설계된 학교체육 프로그램에 15주간 참여하였다. 연구대상 학생들은 실험집단(n=20)과 비교집단(n=20)으로 나뉘어 차별화된 학교체육프로그램에 참여했다. 실험집단 학생들에게 적용한 학교체육 프로그램은 정서능력 개발에 목적을 두고 격렬한 신체활동으로 구성되도록 설계하였으며 비교집단 학생들은 인지능력 향상을 위한 다양한 형태의 신체활동으로 이루어진 학교체육 프로그램에 참여하게 하였다. 연구대상 학생들은 본 연구가 설계한 학교체육 프로그램에 참여하기 전과 후, 폭럭성향을 포함한 정서상태를 분석하기 위한 설문지 검사(AQ-K, PCS, BDHI, SCARED), 인지 및 정서기능을 측정하기 위한 심리-지능 검사(Stroop test, WSCT, CCTT, ATA)에 참여했으며 뇌의 물리적 변화를 조하사기 위해서 f-MRI촬영에 임했다. 사전, 사후 검사를 통해 수집된 연구자료는 기술통계와 유의도 검증에 의해 비교분석되었다. 연구자료의 분석결과를 간략히 요약하자면, 연구대상 학생들의 정서능력과 인지능력은 본 연구가 제공한 학교체육 프로그램에 참여한 후, 긍정적인 변화를 보였지만 통계적으로 유의한 차이를 보인 설문지 검사 및 심리-지능 검사는 많지 않았다. f-MRI를 통해 분석된 연구대상 학생들의 뇌기능 변화는 실험집단 학생들이 소뇌 주위의 여러 뇌 영역 연결성이 통계적으로 유의한 수준에서 감소한 것으로 나타났으며 반면, 비교집단 학생들은 복수의 뇌 영역 연결성이 통계적으로 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 비록 연구대상 학생들이 본 연구를 통해 실시된 모든 측정 및 검사에서 정서 및 인지 능력 및 뇌 기능에 유의미한 변화를 보이지는 못했지만, 단기간의 연구기간동안 긍정적인 변화를 보여줬다는 점에서 취학연령 아동과 청소년의 학교체육활동 참여가 뇌기능 변화에 미치는 긍정적인 영향을 확인할 수 있었다.

1. 연구결과

본 연구를 통해 실시된 연구대상 학생들의 심리 및 지능검사 결과에서는 실험집단과 비교집단 학생들 모두 사전, 사후 검사결과에서 정서기능과 인지기능에 긍정적인 변화를 보였지만 변화의 크기는 통계적으로 유의하지 않았다. 연구대상 학생들의 폭력성 ...

1. 연구결과

본 연구를 통해 실시된 연구대상 학생들의 심리 및 지능검사 결과에서는 실험집단과 비교집단 학생들 모두 사전, 사후 검사결과에서 정서기능과 인지기능에 긍정적인 변화를 보였지만 변화의 크기는 통계적으로 유의하지 않았다. 연구대상 학생들의 폭력성향 추이를 분석하기 위해 실시된 설문지 조사의 결과를 분석한 결과, 다수의 설문지 조사에서 정서기능 개발에 중점을 두고 설계된 학교체육 프로그램에 참여한 실험집단 학생들의 폭력성향이 통계적으로 유의한 수준에서 감소한 것으로 나타났다. 차별화된 학교체육 프로그램에 참여했던 비교집단 학생들과의 차이 역시 통계적으로 유의했다. 연구대상 학생들의 뇌 기능 변화를 측정하기 위해 실시된 f-MRI 촬영결과를 분석한 바에 의하면, 실험집단 학생들의 정서와 인지 기능을 조절하는 다수의 뇌 영역 간의 연결성이 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타났으며, 반면 비교집단 학생들의 경우, 실험집단 학생들이 보인 연결성의 종류보다는 작았지만 다수의 뇌 영역 간의 연결성이 통계적으로 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 이는 본 연구를 통해 제공된 학교체육 프로그램이 연구대상 학생들의 정서 및 인지 기능에 유의미한 영향을 미쳤음을 의미할 것이다.

2. 연구결과 활용방안

본 연구를 통해 설계 및 적용된 체육수업과 스포츠클럽 활동이 학생들의 인지발달, 학업성취도, 정서순화에 갖는 효과가 과학적으로 증명된다면, 현직 체육교사와 스포츠 강사를 위한 교사개발(professional development) 프로그램을 개발하는데 있어 참고 연구사례로 활용될 수 있을 것이다. 수업진행에 적용되었던 수업모형과 그 효과가 증명된 수업내용체계에 대한 정보는 학생의 인지발달과 정서순화에 목적을 둔 교사개발 프로그램을 위한 중요한 참고자료가 될 것이다.
학교체육뿐만 아니라 아동•청소년의 인지발달과 정서순화 관련 연구자들은 본 연구의 연구결과를 바탕으로 후속연구를 진행할 수 있는 기회를 마련할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 스포츠지도 방식과 프로그램의 내용체계가 제한된 틀 안에서 적용되었기 때문에 향후 관련연구는 학생들의 인지발달과 정서순화를 위한 보다 다양한 접근이 가능할 것이다.
본 연구에 이은 후속연구의 진행으로 새로운 형태의 체육수업방식, 수업내용체계, 그리고 학생들의 정신적 건강과의 관계가 정립된다면, 향후 개정될 국가수준 체육과 교육과정의 내용체계를 위한 추가적인 신체활동 범주를 결정하는 데 있어 요구되는 이론적 배경을 제공할 수 있을 것이다.