반드시 출처를 밝히고 사용해주십시오.
1. 교재의 이해 --- 1
2. 교사용 교재 --- 13
3. 직업 이야기 --- 95
본 교재를 수업현장에서 활용하고 폭넓게 응용하여 그 효과를 극대화하기 위해서는 이 교재 개발의 이론적 배경과 추구하는 철학, 그리고 관련된 개념과 수업전략 등을 이해하는 것이 필 요하다.
1. STEM과 STEAM의 배경과 의미
2007년 8월 부시 행정부는 『America COMPETES Act』, H.R. 2272를 발효하면서 국가 경쟁 력 향상을 위한 과학기술 인력의 양성과 민주시민의 역량을 키우는 것을 목표로 Science, Technology, Engineering, Mathematics(STEM) 교육을 초중등 및 대학까지 확대하였다. STEM 교육은 초・중등학생들이 국제 수학・과학 성취도 평가에서 높은 결과를 기대하고, STEM 분야 의 10만 명의 교사양성을 위한 프로그램과 현직교사의 전문성 강화를 위해 시작되었다. STEM 교육은 또한 여성 및 소수자의 STEM 분야로의 장려하고 있다. STEM 교육은 미국의 케네디 대 통령 이후로 행해지는 두 번째 교육개혁운동이라 불러도 손색이 없을 정도로 많은 연구 및 프 로그램이 진행되고 있다.
미국의 Ohio 주, Florida 주, New York 주에서는 STEM에 Arts(예술)을 융합한 STEAM 교육을 적극적으로 시도하고 있다(Platz, 2007). 또한 Maes(2010)에 의하면, STEM 교육의 결과가 개인 의 창의성으로 발현되기 위해서는 반드시 예술(Arts)이 포함되어야 한다고 주장하면서, 직관, 설계, 감성, 예술이 융합된 TEAMS(STEAM의 알파벳 순서를 바꾼 형태) 교육의 필요성과 중요 성을 역설하였다.
Yakman(2010)은 STEAM에서 A가 순수예술(fine art)뿐만이 아니라 교양 영역(Language &
Liberal, Motor and Physical, Education, History, Philosophy, Politics, Psychology, Sociology, Theology & more…)까지 확장한 개념의 STE@M 또는 ST∑@M 이란 융합교육을 주장하였다.
2. 융합인재교육(STEAM): 4C-STEAM과 핵심역량
우리나라는 약 10년 전부터 지속되고 있는 이공계 기피현상이나 낮은 과학학습 동기는 과학 교육이 해결해야 하는 문제가 되었다. 또한 미국의 경우와 다르게, 초중등학생들의 국제 수학․
또한 학교 폭력과 청소년 자살률 등은 해결해야하는 문제로 사회 및 교육계가 함께 노력해야 할 것이다. 이에 백윤수 등(2011)은 미국을 포함한 여러 선진 국가들의 교육시스템과 환경을 연구하여 우리나라의 교육계가 당면한 문제의 해결방안으로서 4C-STEAM을 제안하였다.
4C-STEAM은 학생들의 긍정적 감성을 이끌어낼 학습 경험과 교수 전략을 통해 실생활의 문 제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 즉 4C-STEAM은 공학의 본성인 인간을 위한 가치를 추구 하는 과정을 통하여 실생활의 문제를 해결하는 것을 강조한다.
미국의 STEAM이 S, T, E, A, M 분야의 개념이 서로 융합되는 형태로서 1차원에 머물렀다면, 4C-STEAM은 내용과 학습과 교수의 다차원적 융합 개념이 강조되고 차별화되었다. 따라서 4C-STEAM은 학생들이 교육 프로그램을 통하여 어떤 감성을 느끼는가? 에 초점이 맞추어져 있 다. 이를 위해서는 minds-on과 hands-on이 동시에 고려되어야 한다.
4C-STEAM이 추구하는 교육목표는 다음과 같다.
융합인재교육(4C-STEAM)은 융합적 소양(4C-STEAM Literacy)을 갖춘 인재의 양성을 목표 로 한다. 즉, 융합인재교육(4C-STEAM)의 목표는 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야의 융합적 지식을 기반으로 새로운 가치를 창출하고, 종합적인 문제 해결력 (FUNctional Literacy)을 갖춘 동시에 더불어 살 줄 아는 인재를 양성하는 것이다.
여기서 융합적 소양(4C-STEAM Literacy)은 우리나라의 과학기술산업 발전 단계 및 민주시민 으로서의 의식을 바탕으로 앞으로 미래 사회를 살아갈 우리 학생들이 준비해야 하는 최소한의 핵심역량으로서 4개의 C자로 시작되는 개념이다.
Communication(소통): 단순 소통을 넘어 서로의 마음을 이해하고, 이를 통해 가치의 공유를 바탕으로 새로운 문화를 창출하는 역량
Convergence(내용 융통합): 지식의 중요성과 체계를 이해하며, 다양한 관점으로 지식 및 개 념을 재해석하고, 내용 융통합을 통한 개념 수렴의 중요성을 인식하 는 역량
Creativity(창의성): 문제를 발견하고 해결할 수 있는 창의적 사고를 할 수 있는 역량
Caring(배려): 자아에 대한 긍정적 감성과 자아효능감을 바탕으로 자긍심이 충만한 인격을 형 성하고 남에 대해서 존중할 수 있는 역량
융합인재교육(4C-STEAM)은 창의적 설계(Creative Design)와 감성적 체험(Emotional Touch)을 통해 과학기술과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합적 소양(4C-STEAM Literacy)을 갖춘 인재를 양성하는 교육이다.
3. 4C-STEAM 구성요소: 창의적 설계, 감성적 체험, 내용 융통합
창의적 설계(Creative Design)란 학생이 어떤 상황에서 창의성, 효율성, 경제성, 심미성 등을 발현하여 최적의 방안을 찾아 지식(knowledge), 제품(products), 작품(Artworks)을 산출하는 종 합적인 과정이며 다음과 같은 하위 과정 요소를 포함한다.
따라서 수업의 과정은 최종 산물의 유형에 따른 각 단계로 진행된다. 이러한 과정을 이해하 고 산출물을 통한 성취감 및 스스로에 대한 평가와 반성이 수행되어야 한다.
창의적 설계의 문제인식, 문제 정의, 아이디어 창안의 과정은 창의성의 발현 과정으로 중요 한 사고과정이며 학습됨으로서 학생 개인의 역량 및 조직의 역량을 강화시킬 수 있다. 창의성 은 일반적으로 발산적 사고와 비판적 사고 과정을 필요로 한다. 이를 위해 브레인스토밍, 육색 사고모자, SCAMPER, 연화법 등의 일반적인 다양한 창의적 사고 방법론이 활용될 수 있다.
특히 알트슐러의 TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving의 뜻으로 러시아어의 약자) 기법 은 여러 특허들을 분석하고 분류하여 ‘문제 인식과 정의’를 위한 체계적인 방법과 제품의 발달
수 있다(Terninko, Zusman, & Zoltin, 1998). 이러한 실질적이고 체계적인 TRIZ 기법은 과학과 기술 관련 교과목에서의 활용성이 높은 대안이 될 수 있다.
‘창의적 설계’는 창의적 사고과정과 최종산물을 만들어내는 실천단계를 포함하고 있다. 이 과 정에서 학습경험(minds-on, hands-on, 소통과 협동, 평가와 반성 등)을 수반함으로써 ‘감성적 체험’의 기회가 제공되기 때문에 ‘창의적 사고’와 ‘창의적 설계’의 효과를 기대할 수 있다.
감성적 체험(Emotional Touch)은 학습자가 학습에 대한 흥미, 자신감, 지적 만족감, 성취감 등을 느껴 학습에 대한 동기유발, 욕구, 열정, 몰입의 의지가 생기고 개인, 타인 및 공동체와의 관계, 자연과 문화 등의 의미를 발견하여 선순환적인 자기주도적 학습이 가능하게 하는 모든 활동과 경험을 의미한다. 이러한 감성적 체험은 융합인재교육이 추구하는 4가지 핵심 역량 중 특히 ‘배려’를 추구한다. ‘배려’란 나 자신뿐 아니라 타인, 공동체에 대한 배려를 포함한다. 타인 에 대한 배려심이 길러지기 위해서는 무엇보다 자기 자신에 대한 긍정적인 자아개념의 확립이 필요하다. 자신에 대한 자기효능감이나 자아존중감이 높을수록 타인에 대한 배려가 수반될 가 능성이 높기 때문이다. 따라서 감성적 체험은 학습자가 창의적 설계과정을 포함한 다양한 학습 과정 속에서 경험하게 되는 흥미, 자신감, 지적 만족감, 성취감, 성공의 경험 등의 긍정적인 감 정이 학습자 자신의 자기효능감 및 자아존중감 향상으로 연결되고 이것이 학습자 자신의 범위 를 넘어선 타인 또는 공동체에 대한 배려에 도달하게 되는 과정을 추구한다.
내용 융통합(Contents Convergence)은 지식의 중요성과 체계 및 구조를 이해하며 다양한 관 점으로 지식 및 개념을 재해석하고 융통합을 통한 개념수렴의 중요성을 인식하는 과정이다. 핵 심역량의 융통합(convergence)과 동일하지만 여기서는 수업방법론의 의미가 강조되고 있다. 예 를 들면, 한 가지의 지식을 학생들에게 전달하고자 할 때 한 가지 관점뿐만이 아니라 다른 관 점으로부터 출발하여 같은 지식의 결과를 도출하는 과정이나 또는 다른 학문에서도 같은 지식 을 다른 용도로 활용하는 예 등을 제시하는 것이다. 이로부터 학생들은 다양한 관점으로 사고 할 수 있고 혹은 한 가지 지식을 다른 영역에서도 활용할 수 있다는 가능성을 열어 주는 것이 다. 이를 위해서는 학생들에게 커다란 구조나 아틀라스(big map 또는 atlas)를 제공함으로써 지식들 간의 체계 및 관련성을 이해하여 지식의 단편화나 파편화 현상을 막을 수 있을 것이다.
초・중등학생들의 경우, 학문의 영역과 경계에 대하여 이해가 부족할 수 있으므로 파편화된 지 식들이 다시 재구성되는 기회가 제공되어야 하며, 또한 다양한 관점에서 재해석하는 과정이 중 요하다는 것을 느끼게 구성되어야 한다.
융합인재교육(STEAM) 수업을 위한 구성의 원리는 다음과 같다.
보상
성취의 경험
내용의 융·통합
감성적 체험 창의적 설계
상황제시
새로운 문제에 도전
첫째, 상황을 제시하여 학습 활동을 자기 문제로 인식하게 한다. 융합인재교육(STEAM)의 학 습은 전체를 포괄하는 상황을 제시하는 것으로 시작된다. 학습 내용과 활동 사항을 학생 자신 의 문제로 인식하게 하는 것이다. 제시된 상황과 학생 자신의 관련성을 높임으로 인하여, 몰입 의 동기가 생기도록 하는 것이다.
둘째, 창의적 설계로 자기주도적인 학습과정을 통하여 종합적인 문제해결력을 배양한다. 일 방적인 강의식 수업과 차이를 보이는 부분으로, 창의적 설계의 핵심은 학생 스스로가 창의적으 로 생각해낸 아이디어를 학습 활동에 실질적으로 반영하는 경험을 갖는 것이다. 학교 수업에서 는 거의 모든 학생들이 동일한 결과물을 얻는다. 게다가 과학적 지식의 대부분은 완성된 이론 이기 때문에 실생활에서 마주치는 문제들과는 다르다. 문제해결력을 늘리려면 단순히 지식을 아는 것에서 그치지 않고 활용까지 나아가야 한다. 문제를 스스로 정의하고 해결하는 경험을 도와주는 창의적 설계는 창의적으로 사고하는 습관의 형성에 기여하게 될 것이다.
셋째, 감성적 체험을 경험할 수 있는 학습 활동의 제공으로 인하여, 학습에 대한 새로운 도 전 의식을 갖게 된다. 감성적 체험은 학생 스스로 경험하고 체험하면서 마음을 움직이는 ‘감동 학습’을 강조한다. 상황 제시를 통해 문제를 자신의 것으로 인식하고 창의적 설계과정을 통해 문제를 해결하는 과정에 몰두하면서 학생들이 성취의 기쁨을 느끼게 된다. 이 성취의 기쁨을 바탕으로 새로운 문제에 열정적으로 도전하도록 격려하게 된다. 학습 활동 도입부의 동기유발 그리고 문제 해결 이후에 주어지는 보상 체계도 감성적 체험의 요소이다. 학습 활동에 대한 감 성적 체험 요소만 제대로 작동한다면 하나의 문제를 해결한 이후에 다른 문제에 다시 도전하 는 선순환 구조가 완성된다.
하이브리드 자동차
하이브리드 자동차의 시뮬레이션은 ‘출동! 하이브리드 자동차’이다. 학교급별로 3차시 수 업이전에 하이브리드 자동차의 시뮬레이션을 이용하여 수업하는 것을 장려한다.
가. 교재 구성
교재는 인쇄자료와 시뮬레이션 자료로 구성된다. 교사용, 학생용, 직업이야기의 세 부분으로 나뉘며, 구성 체제(예시)는 다음과 같다.
(차시 교재 구성) 단원명
STEAM 열기 교육과정 분석
본시 STEAM 수업 구성 및 준비물 STEAM 체크리스트
본시 수업과정안 압축수업을 위한 안내 수업 내용
평가와 보상 교사용 참고자료 교사용
(하이브리드자동차) 프롤로그
(하이브리드자동차) STEAM 수업 흐름 (하이브리드자동차) STEAM 교육과정 체계 (하이브리드자동차) 관련 교과 교육과정 분석 차시 교재
(하이브리드자동차) 에필로그 (직업이야기) 학생용
직업이야기
나. 시뮬레이션 자료
빠른 이해, 그리고 세 번째는 가상 실험을 통한 하이브리드 자동차의 작동원리에 대한 이 해이다.
시뮬레이션의 개요: 본 시뮬레이션은 하이브리드 자동차의 대략적인 설명과 주행방식, 배기가스, 애니메이션 게임을 직접 해봄으로써 하이브리드 자동차에 대해 좀 더 쉽게 접근 하고 알아갈 수 있도록 하였다.
시뮬레이션 세부 설명
l 하이브리드 자동차와 일반 자동차의 차이점을 엔진, 모터, 배터리 그림을 통해 쉽게 이 해할 수 있도록 하였다.
l 주행방식의 경우 도시와 시골중의 하나를 택할 수 있다.
l 도시의 경우 평상시에는 일반 자동차처럼 주행하다가, 환경규제 지역에서는 하이브리 드 모드로 바뀌는 방식을 보여준다.
l 시골의 경우 산과 길을 모티브로 하여 산이나 언덕을 올라갈 때 일반모드와 모터 ․ 배 터리 방식을 병행하거나 지형에 따라서 전환하는 모습을 보여준다.
l 배기가스의 경우는 일반모드에서는 이산화질소나 일산화질소 등 각종 배기가스가 나오 지만 하이브리드 모드에서는 배기가스가 나오지 않게 함으로써 환경 친화적임을 보여 준다.
① 이 모든 것을 보여준 후 애니메이션 게임을 직접 해 봄으로써 하이브리드를 보 다 쉬우면서도 자세하게 알 수 있도록 하였다.
② 브레이크를 누르면 모터사용 게이지가 늘어난다.
③ 환경규제 표지판이 나오면 일반 모드에서 하이브리드 모드로 바꿔야 한다.
④ 모터게이지를 무분별하게 사용하면 환경규제지역에서 하이브리드 모드로 전환을 할 수가 없다. 이럴 경우 환경 친화 점수가 깎이게 된다.
⑤ 자동차 경주 게임과 같이 전체적인 지도(맵)는 좌측 상단에 있다.
⑥ 엑셀을 누르면 누를수록 속도가 빨라지면서 배기가스도 그만큼 많이 나오게 된 다. 엔진 모드일 때는 배기가스가 나오고, 하이브리드 모드일 때는 배기가스가 나오지 않는다. 만일 배기가스가 나오면 환경 친화 점수가 조금씩 깎이게 된다.
⑦ 시골이면 나무나 논, 도시면 빌딩이 배경이 된다.
⑨ 엑셀을 누르면 차가 앞으로 진행한다. 브레이크를 누르면 차의 속도가 줄어든다.
주행하다가 신호등이 나오면 정지해야 한다. 엑셀을 너무 눌러서 속도가 증가하 면 그만큼 배기가스가 많이 나오기 때문에 환경친화점수가 깎인다.
⑩ 엔진 모드에서 차가 엑셀을 누르면 모터 게이지가 조금씩 증가한다. 브레이크를 누르면 모터사용 게이지가 조금 더 증가한다. 게이지가 모두 차면 깜박거리는 효 과가 나타난다.
⑪ 하이브리드 모드로 전환을 하면 모터 게이지가 줄어든다. 동시에 환경친화점수도 조금씩 오른다.
⑫ 환경규제지역에서 하이브리드 모드를 하면 환경친화점수가 크게 늘어난다. 반대 로 환경 친화지역에서 하이브리드 모드를 하지 않으면. 오히려 환경친화점수가 큰 폭으로 줄어든다.
⑬ 최종목적지까지 도달했을 때, 점수가 가장 높은 사람이 승리한다.
효과적인 이용을 위한 제안: 이 시뮬레이션은 하이브리드 자동차 관련 차시 어느 쪽이라 도 들어갈 수 있으나 가장 적합한 차시는 3차시 이전이다. 3차시에 하이브리드 자동차의 대략적인 특징이 나옴으로 그 이전에 해보는 것이 가장 좋다.
l 상황 제시: 프롤로그와 에필로그, 각 단원별 도입
STEAM 학습은 학습내용의 전체를 포괄하는 상황인 ‘프롤로그’를 제시하는 것으로부터 수업 이 시작되고, 에필로그 상황으로 수업을 마무리한다. 또한 각 단원의 도입은 상황제시를 통해 이루어지고, 학습 내용과 활동 사항을 학생 자신의 문제로 인식하게 함으로써 학습 상황에 몰 입할 수 있도록 동기를 부여하는 것이다.
초등학교 5, 6학년의 청소로봇 상황은 ‘행복한 신데렐라’이고, 초등학교 3, 4학년과 중등학교 상황은 ‘지통이의 모험’으로 구성한다. 청소로봇의 경우, 초등학교 교재를 학년군별로 유연하게 사용할 수 있도록 3, 4학년과 5, 6학년의 상황을 각각 ‘지통이의 모험’과 ‘행복한 신데렐라’로 구성한다.
l 창의적 설계(Creative Design)
수업의 진행 과정은 다음과 같이 창의적 설계의 단계에 따라 전개하였다.
수업 단계 소요 시간
교수 학습 내용
수업 자료
수업 활동 감성적 체험
창의적 설계
필요 발견 문제 정의 제품 설계 제품 산출
모든 과정에서 경험하도록 구성한다.
수업 단계 소요 시간
교수 학습 내용
수업 자료
수업 활동 감성적 체험
상황
제시 몰입
창의적 설계
필요발견 몰입
문제정의
제품설계
hands-on 성취경험 새로운 도전
제품산출
hands-on 성취경험 새로운 도전
라. 산출물 중심의 활동
교재는 지식(knowledge), 제품(products), 작품(Artworks) 등의 산출물 중심의 활동으로 구성 한다. 이를 통해 성취의 경험과 실패의 가치를 경험하게 되어, 창의적 설계와 감성적 체험이 강화되는 특징을 가지며, 산출물을 통하여 보다 실제적인 경험을 제공한다.
교재는 칼라코드를 이용하여 스마트교육을 활용할 수 있도록 한다. 칼라코드는 다음과 같은 방법으로 사용한다.
<칼라코드 사용법>
칼라코드 사용법에 대하여 알아보겠습니다.
칼라코드를 사용하기 위해서는 스마트폰이 필요합니 다. 각각의 스마트폰 마켓에서 칼라코드를 사용할 수 있는 어플리케이션을 다운을 받습니다.
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하이브리드 자동차
초등학교 5,6학년 교사용
1. 프롤로그 --- 15
2. 수업전체 흐름 --- 16
3. STEAM 교육과정 체계 --- 17
4. 관련 교과 교육과정 분석 --- 18
5. 1차시 (하이브리드 자동차의 필요성)--- 21
6. 2차시 (자동차, 너희들은 뭘 먹니?)--- 34
7. 3차시 (하이브리드 자동차는 어떻게 움직일까?)--- 49
8. 4~5차시 (나만의 하이브리드 자동차 만들기)--- 65
9. 6차시 (상상력이 만든 미래의 자동차)--- 78
10 에필로그 --- 93
하이브리드 자동차 프롤로그
산타 할아버지에게 희망을
휴우― 한참동안 밤하늘을 올려다보던 산타 할아버지가 허공을 향해 긴 한숨을 내쉽니다. 긴 한숨은 하얀 입김이 되어 이내 어둠 속으로 사라집니다. 하늘에서 별빛이 사라진 건 이미 오 래, 이제 저 어두운 밤길을 누구와 함께 해야 할지, 산타 할아버지의 마음은 그 깊이를 헤아릴 수 없는 짙은 어둠만큼이나 무겁기만 합니다.
하늘을 찬란하게 수놓던 그 많은 별들은 다 어디로 가버린 걸까요? 누가 반짝이던 그 구멍 들을 캄캄한 어둠으로 메워버린 걸까요? 눈 내리는 밤, 아이들에게 줄 선물을 한가득 실은 썰 매를 끌고 별과 별 사이를 헤엄치듯 내달리던 루돌프, 어두운 산길도 작은 시골마을 좁은 골목 길도 환하게 비춰주던 루돌프의 빨간 코, 그 밝은 불빛을 까맣게 꺼버린 것은 과연 누구일까 요? 이젠 누가 이 칠흑 같은 밤길을 밝혀줄까요?
하늘에 별빛이 하나 둘 사라지기 시작할 무렵 빨갛던 루돌프 코도 시름시름 그 빛을 잃어가 고, 까맣게 변해버린 요즘은 조금만 달려도 턱밑까지 숨이 차올라 숨조차 쉬기 힘들 지경입니 다. 사정이 이렇다 보니 올 겨울엔 아이들에게 선물이나 배달할 수 있을 런지, 까매진 루돌프 의 코처럼 우리 아이들의 가녀린 희망의 불씨마저 꺼져버리지나 않을 런지, 크리스마스를 손꼽 아 기다리는 아이들의 얼굴이 떠올라 산타 할아버지는 오늘도 밤잠을 이루지 못합니다.
여러분, 좋은 방법이 없을까요? 할아버지의 따뜻한 마음처럼 우리 아이들에게 따뜻한 겨울을 선물해 줄 방법이 없을까요? 우리 아이들의 꿈과 희망을 잃지 않고 건강하게 자라날 수 있는 방법, 그 꿈과 함께 루돌프의 코가 다시 밝은 빛을 뿜을 수 있는 방법은 정말 없는 걸까요?
하이브리드 자동차
하이브리드 자동차의 필요성 (하이브리드 자동차의 탄생)
■상황제시
북극 상공의 오염물질에 대한 상 황
■창의적 설계
기사문 쓰는 방법 알기 환경신문 만들기
■감성적 체험
환경신문 발표 및 웹 게시
1차시
상상력이 만든 미래의 자동차 (미래 자동차)
■상황제시
세계적 회사가 제시한 미래 산타 썰매의 모습에 대한 상황
■창의적 설계
미래 자동차 에너지원 생활 모습 예상 미래 자동차 디자인하기
■감성적 체험
미래 자동차 디자인 발표하기
6차시
하이브리드 자동차는 어떻게 움직일까?
(자동차/모터/발전기의 원리)
■상황제시
산타가 하루 만에 선물을 전 세 계의 어린이에게 돌리려면 얼마 나 빨라야 하는지에 대한 기사에 대한 상황
■창의적 설계
간이 전동기 만들기 간이 전동기의 원리 알기
■감성적 체험
간이 전동기 기능 향상 방법 고 안하기
3차시
나만의 하이브리드자동차 만들기 (하이브리드 자동차 제작)
■상황제시
연료가 바닥난 산타 비행기의 추 락하는 상황
■창의적 설계
하이브리드 자동차 탐색 나만의 하이브리드 자동차 구상 하기
나만의 하이브리드 자동차 만들 기
■감성적 체험
성능 향상시키기
4차시 자동차, 너희들은 뭘 먹니?
(에너지 전환)
■상황제시
온실효과로 힘들어진 북극곰의 삶 ‘북극의 눈물’에 대한 상황
■창의적 설계
에너지 전환 알기 자동차의 에너지 전환
환경을 생각한 적합한 자동차 선 택
■감성적 체험
자신의 선택을 다른 사람에게 제 안하기
2차시
5차시
하이브리드 자동차 STEAM 교육과정 체계
STEAM 교육과정
단원명 차시 학습주제
1. 하이브리드 자동차의 필요성
(하이브리듸 자동차의 탄생) 1/6
이산화탄소를 줄이고, 자원의 고갈을 막기 위한 노력하기
STEAM요소 S T E A M
2. 자동차, 너희들은 뭘 먹니?
(에너지 전환) 2/6
하이브리드 자동차에 이용되는 에너지 자원 알기
STEAM요소 S T E A M
3. 하이브리드 자동차는 어떻게 움직일까?
(자동차/모터/발전기의 원리) 3/6
하이브리드 자동차의 작동원리를 알아보기
STEAM요소 S T E A M
4. 나만의 하이브리드 자동차 만들기
(하이브리드 자동차 제작)
4~5/6
장난감 하이브리드 자동차 만들기
STEAM요소 S T E A M
5. 상상력이 만든 미래의 자동차
(미래 자동차)
6/6
미래의 자동차 디자인하기
STEAM요소 S T E A M
단원명 교 육 과 정
학 년
과
목 소단원 영역 내용요소 활동적용 예
1. 하이브리드 자동차의 필요성 (하이브리드 자동차의 탄생)
2007
5 국어 5-1-2.정보의 탐색(2~3/6)
기사문을 잘
쓰는 방법 알기 기사문 작성
l '산타마을 상공에 전 세계 오염물질 총 집합'이라는 신문 기사 내용을 요약하 여 봅시다.
l 신문의 기사 내용을 6하 원칙에 맞게 요약하여 봅시다.
l 주어진 사진과 그래프를 보고 주제를 정하여 환경 신문을 제작하여 봅시다.
5 국어 5-1-4.주고받는 마음(4/6)
효과적으로 내
생각 전달하기 기사문 작성
5 국어 5-2-2.사건의 기록(4/6)
알릴만한 사건을 정하여
기사문 쓰기
기사문 작성
5,6 미술 10.디자인과
생활(3~4/8) 포스터 만들기 주제 표현
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(7/17)
환경 문제를 해결하기 위하여 노력할
점 찾아보기
환경과 조화를 이루는 국토
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(11/17)
환경보호 환경과 조화를 이루는 국토
6 국어 6-1-2.정보와 이해(5~6/6)
정보를 분류하여 요약하는 글쓰기
글쓰기
6 국어 6-2-3.문제와
뉴스의 사회적 기능을 생각하여 뉴스
만들기
뉴스 만들기
6 과학 6-2-2.여러 가지 기체(10/10)
여러 가지 기체, 생물과
환경
이산화탄소와 지구 온난화
6 과학 6-2-3.에너지와 도구(4/9)
에너지를 절약하는 방법
전기의 작용, 생물과 환경
2009
5,6 미술 표현 주제 표현하기 주제를 정하여 표현하기
l 완성된 환경신문을 발표하거나 학급 누 리집에 게시하여 봅시다.
l 사진과 그래프를 보고 주제를 정하여 봅시다.
l 자원고갈 문제 해결 방법을 찾아봅시 다.
6 사회 환경과 조화를 이루는 국토
환경 문제를 해결하기 위한
교통수단의 변화 찾기
교통수단의 변화 찾기
6 사회 환경과 조화를 이루는 국토
녹색 성장에
대해 이해하기 녹색성장 6 과학 여러 가지 기체 기체 발생과 특징 기체 발생 6 과학 생물과 환경 생물과 환경
관계 환경오염
6 과학 전기의 작용 에너지 절약
방법 찾기 에너지 절약
2. 자동차, 너희들은 뭘 먹니?
(에너지 전환) 2007
l 일반 엔진 자동차와 전기 자동차의 에 너지 전환을 알아봅시다.
l 환경을 위한 자동차의 선택은 무엇인가 요?
5 수학 5-2-6.자료의 표현과 해석(4/7)
그래프로 나타내고 설명하기
그래프
6 국어 6-1-2.정보와 이해(4/6)
글쓴이의 관점
파악하기 관점파악
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(4/17)
환경 친화적 삶의 필요성
알아보기
환경 친화
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(6/17)
지구온난화 등 기후 변화의 원인 살펴보기
지구온난화
6 과학 6-2-3.에너지와 도구(2/9)
에너지의 뜻과
종류 에너지
6 국어 6-2-2.정보의 해석(5~6/6)
글쓴이의 관점에 대한 내
생각 말하기
생각 정리하기
2009
5 수학 확률과 통계 자료 표현 그래프
l 하이브리드 자동차의 에너지 전환을 알 아봅시다.
6 사회 환경과 조화를
이루는 국토 환경 환경을 생각한 적합한 자동차 6 사회 환경과 조화를
이루는 국토 지구온난화 기후변화 원인
6 과학 전기의 작용 전기
하이브리드 자동차 에너지원
3. 하이브리드 자동차는 어떻게 움직일까?
(자동차/모터/
발전기의 원리) 2007
5 과학 5-1-2. 전기 회로(4/10)
전지의 연결 방법에 따른 전구의 밝기
변화
간이 전동기 작동 원리
l 전지 연결 방법에 따른 장난감 자동차 의 속도 변화를 알아봅시다.
l 내가 만든 전지로 자동차를 움직여 봅 시다.
l 자동차의 작동 원리를 이해해 봅시다.
l 간이 전동기를 만들어 봅시다.
5 과학 5-1-2. 전기 회로(10/10)
나만의 전지 만들기
간이 전동기 작동 원리 5 수학 5-2-7.비와
비율(2/7) 비율 알기 자동차 작동 원리
6 수학 6-1-7.비례식(5/8)
비례식을 이용하여 문제
해결하기
자동차 작동 원리
6 과학 6-1-5.자기장(8/8)
전자석을 이용한 전동기
만들기
간이 전동기 만들기
2009
5 과학 전기의 작용 전기 회로 간이 전동기 만들기
l 간이 전동기를 만들어 봅시다.
l 자동차의 작동 원리를 이해해 봅시다.
5 수학 규칙성 비와 비율 자동차 작동 원리
6 수학 규칙성 비례식과
비례배분
자동차 작동 원리 4-5. 나만의
하이브리드 자동차 만들기 (하이브리드 자동차 제작)
2007
5 국어 5-1-1.문학의 즐거움(4/6)
친구들과
경험담 나누기 경험담 나누기 l 부모님 차의 연료가 떨어져 멈춘 것을 경험한 적이 있는지에 대해 이야기해 봅시다.
l 우리나라에서 판매되고 있는 하이브리 드 자동차의 구조를 살펴봅시다.
5 과학 5-2-3.물체의 속력(1/10)
고무동력 수레 경주하기
하이브리드 자동차 경주하기
경주를 하여 봅시다.
l 제작한 하이브리드 자동차의 성능을 향 상시켜 봅시다.
5,6 미술 11.공예와 생활용품(5~6/6)
이용한 생활용품
만들기
자동차 제작하기
6 실과 6.생활 속의 전기 전자(6~8/10)
전자 회로 꾸미기
하이브리드 자동차 구상하기
2009
5 과학 물체의 빠르기 수레 경주하기
하이브리드 자동차 경주하기
l 제작한 하이브리드 자동차를 이용하여 경주를 하여 봅시다.
l 제작한 하이브리드 자동차의 성능을 향 상시켜 봅시다.
5,6 미술 표현 조형 요소와 원리
하이브리드 자동차 구상하기
5,6 미술 표현 표현 방법 하이브리드
자동차 만들기 6 실과 생활과 전기․전자 비례식과
비례배분
하이브리드 자동차 경주하기
6. 상상력이 만든 미래의 자동차 (미래 자동차)
2007
5 국어 5-1-5.사실과 발견(2~3/6)
대상의 특성을 고려하여 발표하기
자동차 디자인 발표
l 미래의 자동차가 어떻게 변할지 상상해 봅시다.
l 미래 자동차에 쓰일 에너지원을 분류해 봅시다.
l 사람을 보다 편하게 해줄 미래 자동차 의 기능에는 어떤 것이 있을지 생각해 봅시다.
l 미래 자동차의 모습을 디자인해 봅시 다.
6 사회
6-2-3.정보화, 세계화 그리고
우리(4/14)
과학 기술의 발달과 정보화
미래 사회에 미치는 영향
예측
5,6 미술 9.상상 표현(심화5~6/)
움직이는 원리를 생각하여 표현하기
하이브리드 자동차 디자인하기
6 과학 6-2-3.에너지와 도구(9/9)
태양의 열에너지 이용
여러 가지 에너지원 2009 6 과학 온도와 열 에너지 미래의 자동차
연료
l 미래 자동차에 쓰일 에너지원을 분류해 봅시다.
하이브리드 자동차의 필요성
(하이브리드 자동차의 탄생)
1차시
초등 5,6학년
[[[[[[[[[[[[[[[[[[교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용 교사용]]]]]]]]]]]]]]]]]]
[교사용]
교육 과정
학
년 과목 소단원 영역 내용요소 활동적용 예
2007
5 국어 5-1-2.정보의 탐색(2~3/6)
기사문을 잘
쓰는 방법 알기 기사문 작성
l '산타마을 상공에 전 세계 오염물질 총 집합'이라는 신문 기사 내용을 요약하여 봅시다.
l 신문의 기사 내용을 6하 원칙에 맞게 요약하여 봅시다.
l 주어진 사진과 그래프를 보고 주제를 정하여 환경 신문을 제작하여 봅시다.
5 국어 5-1-4.주고받는 마음(4/6)
효과적으로 내
생각 전달하기 기사문 작성 5 국어 5-2-2.사건의
기록(4/6)
알릴만한 사건을 정하여
기사문 쓰기
기사문 작성
5,6 미술 10.디자인과
생활(3~4/8) 포스터 만들기 주제 표현
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(7/17)
환경 문제를 해결하기 위하여 노력할
점 찾아보기
환경과 조화를 이루는 국토
6 사회
6-1-3.환경을 생각하는 국토
가꾸기(11/17)
환경보호 환경과 조화를 이루는 국토
6 국어 6-1-2.정보와 이해(5~6/6)
정보를 분류하여 요약하는 글쓰기
글쓰기
6 국어 6-2-3.문제와
뉴스의 사회적 기능을 생각하여 뉴스
만들기
뉴스 만들기
6 과학 6-2-2.여러 가지 기체(10/10)
여러 가지 기체, 생물과
환경
이산화탄소와 지구 온난화
6 과학 6-2-3.에너지와 도구(4/9)
에너지를 절약하는 방법
전기의 작용, 생물과 환경
1. 하이브리드 자동차의 필요성 1. 하이브리드 자동차의 필요성 1. 하이브리드 자동차의 필요성
STEAM지도안 초등 5,6학년 1차시
Ⅰ
STEAM 열기
이번 시간은 환경오염에 대한 심각성과 하이브리드가 그 대안이 될 수 있음을 이해시키는 데 목표를 두었다. 이에 따라 '산타마을 상공에 전 세계 오염물질 총 집합'이라는 신문기사를 읽고 요약하도록 하여 하이브리드 자동차의 필요성을 학생들이 쉽게 느낄 수 있도록 하였다. 그리고 환경오염과 관련된 예시자료들을 통해 환경 신문을 만들고, 이를 하이브리드 자동차와 연결지 어 하이브리드 자동차가 기존의 차량에 비해 연비 및 유해가스 배출량을 획기적으로 줄이기 위한 차세대 자동차라는 것을 이해할 수 있도록 하였다.
Ⅱ
교육과정 분석
2009
5,6 미술 표현 주제 표현하기 주제를 정하여
표현하기
l 완성된 환경신문을 발표하거나 학급 누 리집에 게시하여 봅시다.
l 사진과 그래프를 보고 주제를 정하여 봅시다.
l 자원고갈 문제 해결 방법을 찾아봅시다.
6 사회 환경과 조화를
이루는 국토
환경 문제를 해결하기 위한
교통수단의 변화 찾기
교통수단의 변화 찾기
6 사회 환경과 조화를
이루는 국토
녹색 성장에
대해 이해하기 녹색성장 6 과학 여러 가지 기체 기체 발생과 특징 기체 발생
6 과학 생물과 환경 생물과 환경
관계 환경오염
6 과학 전기의 작용 에너지 절약
방법 찾기 에너지 절약
Ⅲ
본시 STEAM 수업 구성 및 준비물
<구성>
상황 제시 ▶
내용 융합
▶ 평가/보상
창의적 설계 감성적 체험
n '산타마을 상공에 전 세계 오염물질 총 집합 '과 관련된 신문 기사 요약하기
n 기사문 쓰는 방법 알기 n 환경 모둠 신문 만들기
n 환경 모둠 신문 발표 n 환경 모둠 신문 웹 게시 n 환경오염과 관련된 신
문기사 작성을 통한 성취감 제공
n (평가) 환경신문에 대 한 평가
n (보상) 산출물에 대한 내재적 보상
새로운 문제에 도전
<준비물>
활동순서 활동명 준비물
1 기사문 쓰는 요령 알기 참고서적, 태블릿 PC, 스마트 폰, 관련 신문 기사
2 환경 모둠 신문 만들기 도화지, 색연필(사인펜), 문서편집 프로그램 등
Ⅳ
STEAM 체크리스트
구분 요소 세부 내용
목적 융합인재 양성
Ÿ (융합)국어, 과학, 미술, 사회, 국어 교과 간 내용을 바탕으로 하 이브리드 자동차의 필요성과 연계
Ÿ (소통)모둠원과 함께 환경 모둠 신문 만들기를 통한 소통의 기 회 제공
Ÿ (배려)다른 사람의 의견을 경청하고 타의의 의견을 존중
개념
학생흥미 증진 Ÿ 대기 오염과 산타마을 상공에서 전 세계 오염물질에 관한 기사 자료 제시
실생활 연계 Ÿ 환경 오염과 관련된 신문 기사를 통해 생활과 연계
융합적 사고력 배양 Ÿ 주제를 선정하여 환경 신문 제작을 통해 학생의 융합적 사고력 을 함양
교육 활동 준거
상황 상황 제시 Ÿ 환경오염과 관련된 산타마을 상공의 오염에 대한 상황제시 자기 문제화 Ÿ 환경오염의 심각성을 인식하고 하이브리드 자동차 필요성 내용
통합 내용통합 Ÿ 국어, 과학, 미술, 사회, 국어 교과 간 내용 융합
창의적 설계
자기주도적 학습 Ÿ 환경오염의 심각성을 인식하고 환경 신문 제작
문제발견 및 정의 Ÿ 환경오염 문제와 관련하여 하이브리드 자동차 필요성 정의
아이디어 발현 Ÿ 환경오염 문제를 해결하기 위한 다양한 아이디어 제안
학습 방법 Ÿ 신문 기사 쓰는 방법 알고 모둠별 환경 신문 제작 및 발표
과정, 활동 중심 Ÿ 환경 오염의 심각성을 알고 환경 신문을 제작하는 과정에서 이 루어는 활동 강조
다양한 산출물 Ÿ 모둠별 환경 신문 제작
협력 학습 Ÿ 모둠별로 환경 신문을 제작 발표하며, 다양한 아이디어를 공유
감성적 체험
몰입 Ÿ ‘산타마을 상공에서 전 세계 오염물질 총 집합’과 관련된 상황 제 시를 통하여 미래의 자동차를 상상하는데 몰입 유도
Hands-on Ÿ 학습자들이 모둠별 환경 신문을 제작
성취의 경험 Ÿ 환경 신문 제작 과정에서 성취 경험을 제공하고 환경 오염의 심각성에 대한 지속적인 관심 유도
배려 Ÿ 다른 친구들의 아이디어를 경청하고 공유 새로운 도전 Ÿ 깨끗한 환경을 위한 새로운 도전 의식 제고
자기 평가 Ÿ 모둠별 환경 신문발표를 통한 자기 평가
보상 내재적/외재적 보상 Ÿ 완성된 환경 신문을 발표하고 학급 홈페이지 및 안내판 게시
Ⅴ
본시 수업과정안
차시 학습목표
1. 환경파괴와 자원의 고갈 문제를 앎으로써 우리가 할 수 있는 일을 알 수 있다.
2. 하이브리드 자동차가 환경파괴와 자원 고갈 문제의 대안임을 알 수 있다.
3. 환경오염 사례를 보고 원인과 대처 방법을 설명할 수 있다.
수업 단계 소요 시간
교수 학습 내용
수업 자료
수업 활동 감성적 체험
상황
제시 5분
¡ 동기유발
-지구온난화 문제 해결을 위한 앨 고어의 NGO 단체 기후프로 젝트에 대한 내용 살펴보기
몰입 신문 기사 내용
창의 적설 계
문제 인식 3분
¡ 공부할 문제
-대기 오염을 줄이고 자원의 고갈을 막을 수 있는 방법을 신문 기사로 쓸 수 있다.
의사소통 신문 기사 내용
해결 방안 계획
4분
¡ 활동 1: 기사문 쓰는 요령알기 -기사 내용 6하원칙에 맞게 요약하기 -자료를 보고 주제 정하기
-제목의 역할과 제목 정하는 방법 알기
내용융합
해결 방안 실행
15분
¡ 활동 2: 환경 모둠 신문 만들기
-환경오염 사례를 보고 원인과 대처방법 생각해보기 -자원 고갈 문제 해결 방법 찾기
창의성
의사소통
도화지 색연필(사인펜)
문서편집 프로그램 등
지식
산출 3분 ¡ 환경 모둠 신문 발표 -환경 모둠 신문 웹 게시
배려
의사소통 인터넷
평가/보상 5분
¡ 소통
-환경 모둠 신문 발표하고 평가하기
¡ 반성적 사고 및 자아효능감
-스스로 대기 오염을 줄이고 고갈을 막는 방법 신문기사를 작성하게 하여 반성적 사고는 물론 새로운 환경 신문을 작성 해냈다는 자아효능감을 체험
상황제시 학습목표
-대기 오염을 줄이고 자원의 고갈을 막을 수 있는 방법을 신문 기사로 쓸 수 있다.
다음은 지구온난화 문제 해결을 위한 앨 고어의 NGO 단체 기후프로젝트 에 대한 내용입니다. 잘 읽고 하이브리드 자동차와 어떤 관련이 있는지 살 펴봅시다.
지구의 허파, 숲과 살아 있는 지구의 피부, 흙은 생태계에 없어서는 안 되는 중요한 생태원입니다. 하지만 좁게는 현대 농업 방식에서 사용되는 농약이나 넓게는 세계 각 지역에서 배출하는 각종 오염물질 등이 토양의 질을 나쁘게 하고, 숲과 대기의 정화 기능을 상실시키는 등 지구 온난화의 주범이 되고 있다고 합니다. 자동차와 같이 화석 연료 사용에서 오는 피해 는 두 말할 나위가 없고요. 특히 가축 농장이나 팜유 농장 등 세계 여러 곳에서 무분별하게 행해지는 산림파괴로 인한 이산화탄소의 배출은 전 세 계 이산화탄소 배출의 20~23%를 차지하고 있으며, 이는 자동차와 트럭에 서 배출되는 이산화탄소의 양을 초과하는 수치입니다.
토양의 경우, 지표면에서 30~60센티미터 깊이의 표토 속에는 지구의 나 무와 식물이 저장한 탄소의 양보다 4.5배가량 많은 탄소가 저장되어 있습 니다. 이는 대기 중 탄소 양의 두 배나 되는 양이지요. 그러나 생산량 증 가에만 치중한 현대 농업 방식은 탄소를 고정시키는 표토의 기능을 약하 게 하고, 대기 중 탄소의 양을 증가시키고 있습니다.
따라서 이 두 문제를 해결하기 위해 현재 나무의 이산화탄소 흡수 패턴 을 연구하여 효율적인 벌목을 돕거나 바이오 숯을 묻어 탄소를 저장하는 등 많은 방법들이 논의되고 있습니다.
2009년 코펜하겐에서는 숲 보호를 탄소저감 활동으로 인정한다는 국제 합의의 큰 진전이 있었으며, 현재에도 숲 보호 관련 각종 프로젝트가 진행 되고 있습니다. 이에 따르면 토양의 탄소를 늘리는 것이 대기 중의 이산화 탄소를 제거함과 동시에 농지 생산력을 높이고 기후변화 문제를 해결하는 데 도움이 된다고 합니다.
[출처] 지구온난화 문제 해결을 위한 앨 고어의 NGO단 체 기후프로젝트]
Ⅵ
수업 내용
01. 하이브리드 자동차의 필요성
내용과 활동
산타마을 상공에 전 세계 오염물질 총 집합
맑고 깨끗하게만 보이는 산타마을의 하늘이 사실은 세 계 각 지역의 온갖 오염물질이 모인 오염물질의 집합 장으로 밝혀져 놀라움을 안겨 주고 있다.
산타마을 대기 표본에서는 아시아의 사막 먼지로부터 습도를 높이는 소금, 산불과 취사용 화덕에서 나오는 유기물의 불완전 연소 가스, 자동차와 공장, 발전소가 내뿜는 배기가스 등 온갖 오염물질들이 발견됐다.
■ 위의 신문 기사 내용을 요약해 봅시다.
6하원칙 내용
누가 내용없음
언제 내용없음
어디서 산타마을
무엇을 산타마을 하늘
어떻게 오염되었음
왜 사막먼지, 자동차와 공장 등 배기가스 등
산타마을의 가장 큰 문제는 무엇인가요?
- 하늘이 오염물질의 집합장이 되었음
산타마을의 문제는 누가 일으켰을까요?
- 세상 사람들
산타마을의 문제를 해결하기 위해서는 무엇을 할 수 있을까요?
- 전기절약, 나무 심기, 하이브리드자동차 타기, 대중교통 이용 등
[내용 출처]조선일 보인터넷뉴스 2009.04.23
http://www.chosun .com/site/data/ht ml_dir/2008/04/23 /2008042300376.h tml
■ 환경 모둠 신문의 주제를 정하여 봅시다.
아래 나온 사진과 그래프를 보고 환경 모둠 신문의 주제를 정해 봅시다.
1) 다음의 예시 자료를 보고 주제를 선정해 보세요.
2) 모둠에서 정한 주제를 적어 보세요.
환경 오염과 자원 고갈, 환경을 살리는 방법 등
■ 기사의 제목 정하기
- 제목이 하는 역할은 무엇인가요?
기사문을 대표한다.
내용을 짐작하게 한다 등
- 제목은 어떻게 정하면 좋을까요?
내용 중에서 중심내용을 뽑아서 정한다 등
■ 환경 신문을 만들기 위해 역할을 나누어 봅시다.
이름 역할
인터넷 자료 검색하기 관련된 책 내용 정리하기
모아진 자료 선별하기 워드 작업하기
■ 환경 신문을 만들어 봅시다.
■ 완성된 환경 신문을 발표거나 학급 누리집에 게시하여 봅시다.
Ⅶ
평가와 보상
1) 소통
- 모둠별로 제작한 환경 신문을 발표하고 환경 신문에서 잘된 점과 추가할 내용을 함께 협 의하도록 한다.
- 친구들이 제안한 다양한 의견을 수렴해서 환경 신문에 알찬 내용이 추가될 수 있도록 협 의과정 거치도록 한다.
2) 반성적 사고 및 자아효능감
- 환경오염의 심각성을 인식하고 이를 해결하기 위해서 자신의 생활을 반성하고 고쳐야 할 점을 생각하도록 한다.
- 환경 신문 기사 작성과정에서 친구들과 협의하여 산출물을 만들어내었다는 자아효능감을 갖도록 격려하고 다음 차시에 대해 도전할 수 있도록 격려를 한다.
■ 매연(soot and smoke)
연소 시 발생하는 유리탄소(遊離炭素)를 주로 하는 미세한 입자상 물질.
대기오염의 측면에서 다음과 같이 정의합니다.
① 연료 · 기타 물질의 연소에 의해 발생하는 황산화물.
② 연료 · 기타 물질의 연소에 의해 발생하는 매진이나 전기를 열원으로 사용하는 전기로 등에서 발생하는 매진.
③ 물질의 연소나 화학반응(합성 · 분해) 등에 의해서 발생되는 물질로 인간의 건강 또는 생활환경에 피해를 주는 물질. 검은 연기는 물질이 불 완전 연소될 때 배출되는 덜 연소된 탄소, 즉 검댕의 주된 원인 물질이 며, 붉은 빛깔의 연기는 산화철이 주된 원인 물질이고, 흰색 또는 회색의 연기는 수증기와 회분(灰分)이 주된 원인 물질이다.
석탄에 함유된 2~10%의 광물질은 타지 않고 소각로에 남아 있거나 연 기와 함께 굴뚝 밖으로 배출됩니다. 이때에는 그 크기와 굴뚝의 상승기류 속도에 따라 상승기류 속도가 12m/sec일 때 0.2cm 정도의 입자가 굴뚝 밖으로 배출되고, 대기 중에 체류하시는 시간은 15ch 미만입니다. 그러나 이보다 작은 입자는 더 쉽게 배출되고 대기 중에 체류하는 시간 또한 더 깁니다.
