들 어 가 며

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전 세계 인구는 약 65억 명이다. 이 중 약 58억 명은 가장 기본적인 생필품 을 살 수 있는 자원이 없으며, 28억 명 가량은 하루 2달러 미만, 11억 명은 하루 1달러 미만으로 생활을 이어가고 있다. 경제적으로 어려움을 겪으며 안 전하지 않고 비위생적인 환경에서 살아가는 사람들은 기본적인 생존에 큰 위 협이 되는 요소들이 많다. 이런 사람들의 생존과 삶의 질 향상을 위해 꼭 필 요한 기술이 적정기술이다.

‘적정기술(適正技術, appropriate technology)’의 사전적인 의미를 살펴보면 그 기술이 사용되는 사회 공동체의 정치적, 문화적, 환경적 조건을 고려해 해 당 지역에서 지속적인 생산과 소비가 가능하도록 만들어진 기술이다. 적정기 술은 인간의 삶의 질을 궁극적으로 향상시킬 수 있는 기술을 의미하기도 한 다. 결국 적정기술이란 인간친화적이며, 환경친화적인 기술들의 집합체이고 기술의 혜택을 모두가 누릴 수 있도록 고안 되어지는 기술이라고 할 수 있다.

본 자료에서는 물, 에너지, 생명의 각 분야에서 적정기술을 필요로 하는 이 유를 알아보고, 학생들 스스로 적정기술의 아이디어를 창출해보는 과정을 체 험할 수 있다. 또 적정기술이 어떻게 만들어지고 보급되고 확산되는지를 인지 하고 자신의 아이디어와 비교해보는 경험을 통해 자신이 사회에 어떤 도움을 줄 수 있는지 깊이 있는 고민을 해볼 수 있는 기회를 제공할 것이다.

미래는 준비하는 자의 것이라는 말이 있다. 본 프로그램을 구안하며 빠르게 변하고 있는 사회에 발맞추어 지식의 습득 보다는 창의적 문제 해결할 수 있 는 스마트한 인재와 기술보다는 사람을 볼 줄 아는 따뜻한 감성을 가지고 있 는 학생들이 될 수 있도록 작은 도움이 되었으면 한다.

들 어 가 며

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차 례

1. 물을 구하라! - 굴러라! 흘러라! 물! ··· 1

1) Prolog ··· 1

2) 생각열기 ··· 3

3) 생각 펼치기 ··· 6

4) 생각 되돌아보기 ··· 9

5) 생각 확장하기 ··· 12

6) 생각 마무리하기 ··· 16

2. 에너지를 구하라! - 따뜻한 방에서 시원한 과일을! ··· 17

1) Prolog ··· 17

2) 생각열기 ··· 19

3) 생각 펼치기 ··· 24

4) 생각 되돌아보기 ··· 27

5) 생각 마무리하기 ··· 30

3. 생명을 구하라! - 밝은 세상으로 삶의 질을 높여라! ··· 31

1) Prolog ··· 31

2) 생각열기 ··· 32

3) 생각 펼치기 ··· 36

4) 생각 되돌아보기 ··· 41

5) 생각 마무리하기 ··· 45

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(6)

(7)

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<음보마 이야기>

[플래시 자료 출처 : 한국 물의 날 공식 홈페이지(http://www.ilo vewater.or.kr/homepage/sub/

sub_animation_v.jsp?p_rowid=

31&p_pageno=1)]

rologue

수도꼭지가 없다고?

✐ Point

1. 지구상에서 물이 부족한 지역은 어디일까?

2. 물이 부족한 지역에 사는 사람들은 어떻게 살아가고 있을까?

3. 상수도 시설이 없는 지역은 어떤 어려움이 있을까?

우리나라에서는 수도꼭지만 틀면 나오는 것이 물이 나오기 때문에 평소에 물이 귀하다 는 생각을 자주 하지 않는다. 그러나 아프리카, 동남아시아의 일부 지역은 강수량 부족, 난개발, 수도 시설 미흡 등으로 인해 생존에 필요한 최소한의 물을 얻는데 큰 어려움을 겪고 있다.

Episode1. < 음보마 이야기 >

오른쪽 QR 코드에 링크된 플래시 자료를 보자.

아프리카에 사는 음보마는 매일매일 먼 거리에 있는 물을 길으러 새벽부터 길을 나선다. 한 번 다녀오는데 오랜 시간이 걸리기 때문에 물을 길어오기 위해 일찍부 터 서두르지만 한 번에 길어오는 물은 고작 6L 정도이 다. 물이 없으면 생활을 하는 것이 불가능하기 때문에 음보마는 학교 가는 것을 포기하고, 어머니는 집안일을 미뤄두고 물을 길으러 다닌다. 음보마는 물을 길어오는 길에 야생동물의 습격을 받아 큰 일이 날 뻔 한 적도 있고 험한 길을 맨발로 다녀 발을 다친 적도 있었다 물이 부족한 곳에 사는 음보마에게 물을 쉽게 구할 방 법만 있다면 학교에 갈 수도 있을 것이고 위험한 상황 에 덜 놓일 수도 있을 것이다.

그럼 보다 쉽게 물을 받아오는 방법은 없을까? 물론

수도관 시설을 설치하면 해결이 되겠지만, 너무 많은 비용이 들며, 기본적으로 많은 양의

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2

Episode2. < 고인 물로 살아가기 >

페루에 사는 리나는 수돗물이 공급되지 않는 지역에 살고 있다.

리나의 가족은 큰 트럭이 물을 싣고 마을로 들어서면 큰 양동이에 물을 옮겨 닮아 집까 지 나른다. 집에 가져온 물은 손을 씻거나 마시거나 음식을 하기 위해 여러 가지 용기로 옮겨 다닌다. 음식물이 남아 있던 그릇으로 양동이의 물을 뜨려다가 깨끗한 물이 더러워 진 적도 있고 바가지를 놓쳐 아까운 물을 쏟은 적도 한 두 번이 아니다.

나의 가족은 더러워진 물을 먹고 배탈이 나거나 병에 걸린 적도 있다. 그래도 물이 귀하 기 때문에 더러워진 물은 다음 트럭이 올 때까지 사용해야 한다.

수돗물이 없는 리나가 좀 더 깨끗하게 물을 이용할 수 있는 방법은 없을까?

< 점점 심각해지는 물 부족 문제 >

지구의 물의 양은 정해져 있다. 지구의 인구가 증가하면 상대적으로 수자원은 부족해질 수밖에 없다. 현재 수자원의 이용과 관련하여 음보마나 리나와 같은 어려움을 겪고 있는 나라들을 조사해보자.

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각 열기

지구의 물에 대해 알아볼까?

지구의 물은 얼마나 될까? 강물은 흘러서 어디로 갈까?

지구의 물이 어떤 여행을 하는지 알아보고 지구 전체의 물의 양과 우리가 사용할 수 있 는 물의 양에 대해 알아보자.

& 물의 순환

1. 물의 순환

지구의 물은 상태변화를 하며 지표와 대기 사이를 이동한다. 지표의 물이 증발하면 수 증기가 되고, 수증기는 대기와 함께 이동하며 일부는 응결하여 구름이 되고 구름은 비, 눈, 우박 등이 되어 지표로 되돌아온다. 지표로 돌아온 물은 다시 증발하며 대기 중으로 이동하며 순환을 계속하게 된다.

지표와 대기 사이에서 끊임없이 일어나는 물의 이동 과정을 물의 순환이라 하며 태양 복사 에너지에 의해 일어난다.

물의 순환 자료 더 보기

< 물의 순환 설명 더보기 >

http://ko.wikipedia.org/wik

< 물의 순환송 >

http://lg-sl.net/product /sciencesong/sncsong/r

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4

2. 물의 분포

지구상의 물은 대부분이 바다에 있다. 지구상의 물 중 해수가 차지하는 비율은 97.2%

이며, 육지의 물은 2.8% 밖에 되지 않는다. 해수는 인간이 직접 마실 수 없으며 2.8%에 해당하는 육지의 물도 대부분이 극지방의 빙하나 고산지대의 눈과 얼음, 지하수 형태로 존재한다. 지구 전체의 물 중 빙하나 고산지대의 눈과 얼음이 2.15%, 지하수가 0.62%이 며 인간이 손쉽게 이용할 수 있는 강이나 호수의 물은 0.03%에 불과하다.

☞ 지구상의 물을 원그래프의 형태로 나타내어보자.

3. 우리나라의 물

우리나라의 경우 세계 평균과 비교하여 연평균 강수량은 많지만 인구 밀도가 높아 1인 당 강수량은 적다. 여기에 생활수준이 향상되고 물 보급을 위한 시설도 충분한 편이기 때문에 앞으로 물 부족 현상이 심화될 것으로 예상된다.

우리나라의 연평균 강수량은 세계 평균과 비교하여 부족한 편이 아니지만 대부분의 강 수가 여름에 집중되어 있다. 또 우리나라는 국토 면적의 70% 이상이 산지로 되어 있어 하천의 길이가 짧고 경사가 급해 여름에 내린 강수를 저장하기에 불리한 지형을 갖고 있 다. 이런 이유로 인해 계절에 따라 물부족 현상을 겪기도 한다.

이러한 상황을 알리고 물을 아껴 쓰기 위해 환경부에서는 다양한 홍보활동을 하고 있다.

- 환경부 자료 물사랑 노래 듣기

http://www2.me.go.kr/web/411/inform/common/board/detail.do?idx=151380&decorato r=inform&boardId=inform_01_01&currentPage=15

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& 지구상의 물 현황과 물의 이용

지구상의 물 중 바닷물이 가장 많은데도 불구하고 인간이 활용하기에 적합하지 않은 이유를 설명해보자.

물이 흐르지 않는다면 물을 얻고 사용하는데 어떤 불편함이 있을까?

물은 왜 꼭 필요할까? 물의 중요성에 대해 설명해보자.

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< 증산작용 자료와 추가 실험 >

http://dle.gongbuwarac.com/x mlPrint.aspx?xmldid=16391

각 펼치기

마찰력과 물관에서 물의 이동 원리를 적용해 마찰력과 물관에서 물의 이동 원리를 적용해

음보마와 리나를 도와요.

& 마찰력과 일의 양

두 물체의 접촉면에서 물체의 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라 한다. 정지해 있는 경 우 마찰력은 작용한 힘의 방향과 반대이며, 운동하는 경우 운동방향과 반대 방향이다.

마찰력은 물체가 무거울수록 크고, 접촉면이 거칠수록 크다. 그러나 두 물체의 접촉면의 넓이는 마찰력의 크기에 영향을 주지 않는다. 바퀴나 구, 원기둥 형태 등을 이용하면 힘을 줄일 수 있다.

& 식물체에서 물의 이동

식물은 토양으로부터 물을 흡수하고 물관을 통해 뿌리 에서 줄기를 지나 잎까지 이동시킨다. 물관을 통해 물이 이동할 때 가장 큰 원동력이 되는 것은 증산작용이다.

기공을 통해 수증기를 내보내면 물관에서는 물이 잎으로 올라오게 된다.

식물은 증산작용에 의해 뿌리에서 흡수한 물과 무기 양 분을 위로 이동시키며, 물이 증발하면 세포질의 농도가 높아져 삼투로 인해 뿌리 주변의 물이 흡수될 수 있다.

또한 증산작용을 하게 되면 증발 과정에서 기화열을 갖 고 나가기 때문에 식물체의 온도가 상승하는 것을 방지 해주고 식물체 내의 수분량을 조절하는 효과도 얻을 수 있다.

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& 음보마와 리나를 돕는 방법은?

마찰력과 일의 관계, 물관에서 물의 이동 과정의 원리를 이용하여 물 운반 과정에서 힘 을 적게 들이면서 큰 일을 할 수 있는 방안에 대해 생각해보자.

먼저 음보마와 리나 중 누구를 도울 것인지 정하고 이들을 돕기 위한 장치를 만들어보 자. 물을 효율적으로 운반하기 위한 장치나 흐르는 물을 얻기 위한 장치를 설계해보자.

창의적 장치 설계하기

<그림>

<설명>

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8

각자 디자인한 장치를 살펴보고 자신이 설계한 장치가 필요한 곳과 이 장치를 사용했 을 때 음보마나 리나의 생활이 어떻게 바뀔지 정리해보자.

내 장치가 필요한 곳은...

내 장치의 가격과 보급 방법은...

설계한 장치 사용법에 대한 안내서를 제작한다.

내 장치를 사용하면 음보마나 리마의 생활이 이렇게 달라질 거예요.

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각 되돌아보기

음보마! 리나! 새로운 장치 어때?

& 자신의 장치 소개하기

각 팀별로 자신들이 설계한 장치에 대한 설명과 함께 필요한 곳, 보급방법, 사용법등을 다른 팀원들에게 발표한다. 각 팀별 발표한 장치에 대하여 서로 평가해 본다.

팀 잘된 점 부족한 점 더 좋은 생각

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<실제 사례 알아보기>

& 이런 것도 있었네! ‘Q 드럼’, ‘히포 롤러’, ‘Balde a Balde’

현재 물 부족 국가에서 유용하게 적용되고 있는 적정기술 중에는 ‘Q 드럼’, ‘히포 롤러’, ‘Balde a Balde’ 등이 있다.

‘Q 드럼’과 ‘히포 롤러’는 마찰력을 줄여 어린 아이나 여성들도 한번에 50 L 이상의 물을 운반 할 수 있는 장치이다.

‘Balde a Balde’는 간단한 원리로 어디서나 흐르는 물을 얻을 수 있는 장치이다.

[관련 동영상]

< 큐드럼 >

https://www.youtube.com/wat ch?v=XQ_n5y3-Xnk

< 히포드럼 >

https://www.youtube.com/wat ch?v=2S8XekSrSuE

< Balde a balde >

http://www.youtube.com/w atch?v=YdXaL9DlEqs

현재 사용되고 있는 Balde a Balde의 개발자는 Art Center design college의 Kim chow 이 다. Balde a Balde는 페루 리마 지역을 시작으로 보급되고 있다. 초기 개발 이후 3 달러 이하 에 판매할 예정이었다.

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& ‘Q 드럼’, ‘히포 롤러’, ‘Balde a Balde’ 와 내가 만든 장치

‘Q 드럼’, ‘히포 롤러’, ‘Balde a Balde’ 을 통해 알게 된 사실을 바탕으로 자신이 고안한 장치를 수정・보완하는 아이디어를 제시해 보자.

제시한 아이디어를 실현하기 위한 도전을 한다면 많은 사람들의 삶의 질을 향상시키는데 나의 아이디어가 큰 몫을 할 수 있을 것이다.

(19)

12 각 확장하기

나에게도 물 부족이?

우리나라의 경우 강수량이 여름에 집중되고 산지 지형이 많아 내륙에 물을 저장하는데 한계가 있다. 이에 비해 인구가 늘어나고 산업과 기술이 발달하면서 인간이 필요로 하는 물의 양은 점점 많아지고 있다. 이러한 상황이 계속 유지된다면 앞으로 어떤 일이 벌어 질까?

미래가 아니어도 이미 물과 관련하여 분쟁을 겪고 있는 지역이 지구촌 곳곳에 있다.

우리나라의 경우 댐 건설이나 상수원 취수구역과 관련하여 강의 상류, 중류, 하류 지역에 사는 사람들의 입장이 서로 대치되는 상황이 자주 있었다.

요르단 강은 이스라엘, 시리아, 팔레스타인 해방기구 등에 둘러 싸여 격한 분쟁에 휘말린 지역이며 이외에도 나일강, 티그리스강과 유프라테스강, 다뉴브강, 메콩강 등이 이 강들을 둘 러싼 나라들의 수자원 확보 경쟁에 휘말려 분쟁을 겪고 있다.

[관련 자료]

< 물 분쟁 관련 동영상 >

https://www.youtube.com/wat ch?v=pXBpTN4sHRw

< 물 분쟁 관련 추가 설명 1 >

http://www.ilovewater.or.kr/servlet/contr oller.homepage.sos.SosServlet?p_comm=p otatoView&p_first=5&p_second=4&p_last=1

< 물 분쟁 관련 추가 설명 2 >

http://www.blogkwater.or.kr/

1821

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『식수전쟁 2017』은 이상기후로 인해 탄소배급제를 실시하며 여러 환경 문제를 겪고 있는 가까운 미래를 배경으로 한다. 2017년, 계속되는 최악의 기후변화로 전 지구가 식수 전쟁에 휘말린다. 이상기후는 엄청난 폭우로 홍수를 일으키더니 이번엔 지독 한 가뭄을 몰고 왔다.

『식수 전쟁 2017』은 고작 몇 년 앞을 이야기한 것뿐이지만 책 속을 들여다보면 그 내용은 결코 만만하지 않다. 지구온난화를 막기 위해 탄소배급제를 시행하는 것만으 로도 앞으로 우리 삶에 엄청난 변화가 올 수 있음을 직감하게 한다. 홍수로 도시가 잠길 위기를 겨우 넘긴 도시들은 곳곳이 망가진 것투성이지만 장비를 움직이는 데 드 는 탄소 포인트가 모자라 복구조차 쉽지 않다. 비가 오지 않는 날이 길어지자 오랜 식수난과 생활고에 시달리던 시민들이 정부의 미흡한 정책에 항의해 곳곳에서 주민들 과 정부 관료의 충돌이 빚어진다. 정부는 군대와 물대포까지 동원해 시위대를 진압하 려 하고, 이에 분노한 시민들이 가세한 시위는 대규모 폭동으로까지 번진다. 거리의 상점들에는 약탈과 방화가 자행되고 이를 저지하려는 정부의 폭력으로 얼룩진 런던은 혼돈 그 자체다.

-출처 : 교보문고-

& 『식수전쟁 2017』

주인공 로라는 탄소배급제에 적응해가며 십대들이 갖는 고민을 하고 자신이 속한 밴드를 통 해 세상과 소통하고자 하는 소녀이다. 스마트폰의 데이터량을 걱정하며 살아가는 것과 비슷하 게 로라는 탄소배급제에 의해 자신이 한 달 동안 배출할 수 있는 이산화탄소 량을 통제받으 며 살아간다. 한 달에 한명에게 배급되는 200포인트로는 컴퓨터나 TV하루에 두 시간, 샤워는 5분, 목욕은 주말에만 할 수 있고, 드라이기, 냉장고, 전자레인지 등은 선택이다. 만약 한도 초과를 할 경우 다음 달의 배급량이 줄어들고, 몇 번 누적이 될 경우 교육도 받아야 한다.

생소한 이야기 같지만 2013년부터는 우리나라도 교토의정서에 합의한 대로 온실가스 의무 감축 국가가 되어 탄소배출량 제한을 피할 수 없게 된다. 계속해서 지구온난화가 진행되고 점점 많은 나라가 온실가스 의무감축에 돌입하는 상황은 이제 단순한 소설 속 이야기가 아 니라 현실이 되었다.

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14

소설 속의 상황이 실제 상황이고 자신이 로라라면 어떤 일기를 썼을지 하루 일기를 써보자.

2017년 월 일

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『식수전쟁 2017』을 통해 접한 상황이 오지 않도록 하기 위해 현재의 우리는 어떤 노력을 할 수 있을지 생각해보자.

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16 각 마무리하기

스스로 설계한 장치를 살펴보며 서로 칭찬도 해주고 부족한 부분도 채워주면서 그동안 활동한 내용들을 평가해 보자.

평가

방법 평가기준

평 가

상 중 하

자기 평가

◆ 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?

◆ 설계한 장치가 물 부족으로 어려움을 겪는 사람들에게 도 움이 될 것으로 예상되는가?

◆ 장치의 설계도가 창의적이었는가?

◆ 장치의 보급 과정에서 나타날 수 있는 여러 가지 문제 상 황들을 예측하고 해결하기 위하여 노력하였는가?

◆ 식수전쟁 2017 과 같은 상황이 오지 않도록 어떤 노력을 해야 하는지 설명할 수 있는가?

동료 평가

◆ 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이 루어졌는가?

* 특별히 수업 중 나와 우리 모둠의 태도에 대해 칭찬할 점이나 아쉬운 점은 무엇인가?

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(25)

(26)

rologue

따뜻한 방에서 시원한 과일을!

✐ Point

1. 추운 지역에서 추위를 어떻게 이겨냈을까? 더운 지역에서서 더위를 어떻게 이겨냈을까?

2. 연료를 매우 적게 쓰는 난로를 설계하고 제작 할 수 있을까?

3. 전기를 사용하지 않고도 농산물을 시원하게 보관할 수 있을까?

<어느 계절이 더 좋은가?>

뜨거운 여름에 땀을 많이 흘리거나, 열대야로 인하여 밤에 잠을 못 잘 경우를 생각해보 자. 아마도 추운 겨울 날씨가 그리울 것이다. 거꾸로, 추운 겨울 손과 발이 시리고, 난로 앞에서 온몸을 녹이는 경우를 생각해보자. 이때는 더운 여름이 빨리 왔으면 좋겠다고 생 각했을 것이다.

그럼 여름과 겨울 중 어느 계절이 더 좋은지 생각해보자. 그 이유와 함께 계절의 특징 을 생각해보자.

☞ 여름과 겨울 중 더 좋은 계절은? 그 이유는 무엇인가?

< 영하 30℃에서 살아남기 > - 몽골 이야기

몽골과 같은 고위도 지방은 열에너지가 부족하여 온도가 매우 낮다. 낮은 온도로 인하여 농사를 짓기가 어려워, 주로 가축을 방목하며 유목생활을 한다.

집안 형편이 매우 어려운 바투는 몽골의 변두리 지역에 살

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지를 주우며 다니다 보면 살이 떨어져 나갈 것 같은 고통이 찾아온다. 3일 이상 열심히 일을 해도 하루 밤 난로를 뗄 수 있는 연료 밖에 사지 못한다. 그 만큼 연료 값이 비싸 다. 비싼 연료 때문에 대부분의 날을 춥게 지내고, 먹을 것, 입을 것을 제대로 구할 수도 없다. 이들에게 당장 필요한 것은 무엇일까? 경제적으로 어려운 이들에게 적은 비용으로 도 따뜻하게 겨울을 보낼 방법이 있을까?

< 냉장고 없이 살아남기 > - 에티오피아 이야기

아프리카나 동남아시아의 일부 나라는 경제적으로 상당히 어려워서 물과 전기가 매우 부 족하다. 이들 나라는 산업이 발달하지 않아 주로 농수산물을 수확하여 생계를 이어간다.

에티오피아에 사는 칼다는 며칠 전 과일을 먹고 크게 배탈을 앓았다. 칼다가 먹은 과일 이 더운 곳에서 보관하다가 상한 것이었기 때문이다. 이 지역은 온도와 습도가 높아 음 식물이 쉽게 상하게 된다. 칼다가 사는 지역은 전기가 들어가지 않아 냉장고를 사용할 수 가 없다. 칼다의 가족들은 농작물을 따서 시장에 내다 팔면서 가정을 꾸려나가고 있 다. 그런데 매번 시장까지 농작물을 가져가면 더운 날씨 때문에 많은 농작물들이 상해서 팔 수 없게 된다. 칼다의 가족들에게 가장 필요한 것은 무엇일까? 전기 없이 농작물을 상하지 않게 보관할 수 있는 방법이 있을까?

[참고 자료]

< 몽골 기온 관련 자료 >

http://blog.donga.com/thbae/arc hives/949

< 에티오피아 기온 관련 자료 >

http://ko.climate-data.org/loc ation/532/

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각 열기

칼다를 어떻게 도울까?

<우리의 생활과 비교해보기>

☞ 칼다와 같이 전기를 사용하기 어려운 지역에서 농작물을 보관하는 방법은 무엇이 있 을까? 자신의 생각을 글이나 그림으로 자유롭게 표현해보자.

자신의 집에서 겨울에 어떻게 따뜻하게 보내는지 몽골의 사람들과 비교하여 생각해보 자. 또, 여름에는 어떻게 시원하게 음식물을 보관하는지 에티오피아 사람들의 생활과 비 교하여 생각해보자.

☞ 겨울에 어떻게 따뜻하게 보내고, 여름에 어떻게 시원하게 음식을 보관하는가?

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< 고도와 태양복사에너지 >

http://study.zum.com/book/13141

<관련된 과학 지식>

더운 여름에 냉장고에 있던 시원한 음료수를 꺼내어 두면 온도가 어떻게 될까? 거꾸로 추운 겨울에 온장고에 있던 따뜻한 음료수를 꺼내어 두면 온도가 어떻게 될까? 정수기의 온수와 냉수를 섞은 후에 온도 변화를 관찰해보자.

☞ 냉수와 온수를 섞으면 온도가 어떻게 변하는가?

& 태양에너지

지구의 모양은 둥근 원형이다. 이로 인하여 태양으로부터 받은 에너지의 양이 지구의 각 지역마다 다르다.

극지방에 가까울수록 동일한 면적에서 받는 태양에 너지가 적고, 적도지방에 가까울수록 동일한 면적에 서 받는 태양에너지가 많다. 이러한 차이로 인하여 적도지방에 가까운 지역은 기온이 높고, 극지방에 가까운 지역은 기온이 낮다.

☞ 우리나라는 북위 33°~43°에 위치하고 있다. 몽골은 북위 42°~50°, 에티오피아는 북위 3°~14° 에 위치하고 있다. 몽골과 에티오피아의 기온을 태양에너지를 이용하여 설명해보자.

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& 열의 이동

1. 열의 이동

열은 이동은 전도, 대류, 복사의 세 가지 방법으로 이루어진다.

전도는 물체를 이루는 분자들의 충돌을 통해 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전달되는 현상이다. 대류는 기체나 액체 상태의 분자가 직접 이동하면서 열이 전달되는 현상이고, 복사는 열이 물질의 도움 없이 직접 전달되는 현상을 의미한다.

2. 비열

비열이란 어떤 물질 1 kg의 온도를 1 ℃ 변화시키는 데 필요한 열량을 의미한다. 여름 철 해수욕장에 가면 바닷물의 온도는 차가운데, 해변의 모래 온도는 매우 따뜻하다.

☞ 같은 시간 동안 같은 양의 햇빛을 받아도 모래의 온도가 바닷물의 온도보다 더 높은 것은 무엇 때문일까?

3. 열용량

열용량이란 어떤 물체의 온도를 1℃ 변화시키는데 필요한 열량을 의미한다.

물은 비열이 크기 때문에 난방용 보일러나 자동차의 냉각 장치에 많이 이용된다.

☞ 두꺼운 돌판이나 두꺼운 뚝배기가 얇은 냄비에 비해 잘 식지 않는 이유는 무엇 때문 일까?

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& 물질의 상태 변화

1. 물질의 상태 변화

물질은 고체, 액체, 기체의 세 가지 상태로 존재한다. 물질의 상태가 변할 때 열에너지 가 이동한다.

고체에서 기체로 승화, 융해, 기화가 일어날 때에는 열이 흡수된다. 기체에서 고체로 승 화, 액화, 응고가 일어날 때에는 열이 방출된다.

☞ 고체에서 기체로 승화, 융해, 기화가 일어날 때 주변의 온도는 어떻게 될까?

☞ 기체에서 고체로 승화, 액화, 응고가 일어날 때 주변의 온도는 어떻게 될까?

☞ 열이 날 때 붙이는 냉각시트는 물질의 상태 변화와 어떤 관련이 있을까?

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& 우리 생활 속의 보온·보냉 장치

우리 주변에 보온·보냉 장치는 어떤 것이 있을까? 보온·보냉 장치의 원리와 실생활에 이용되고 있는 예에 대해 조사해보자.

우리 주변에 보온·보냉 장치에 대해 조사한 결과를 정리하여 누구에게 전달하면 좋을까 요? 보온·보냉 장치에 대한 정보를 전달 받은 사람들의 생활이 어떻게 달라질지 생각해 봅시다.

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열의 이동, 열용량의 원리를 활용하여 열의 이동, 열용량의 원리를 활용하여 간단한 보온·보냉 장치를 생각해 보아요.

간단한 보온·보냉 장치를 생각해 보아요.

과학송 ‘열의 이동’을 들으며 지난 시간 학습내용을 상기하고 보온·보냉 장치와 관련된 내용을 발표해보자.

[과학송] 열의 이동

< 열의 이동송 >

http://lg-sl.net/product/scienceson g/sncsong/readSncsong.mvc?sncso

ngId=SONG2008100001

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& 장치 설계하기

겨울팀과 여름팀으로 나눈 후 각 계절에 필요한 보온·보냉 장치를 비용이 적게 들고 간단히 사용할 수 있도록 고려한 보온·보냉 장치 디자인을 완성하여 아래에 나타내고 적 절한 재료를 사용하여 보온·보냉 장치를 설계해보자.

창의적 보온·보냉 장치 설계하기

<그림>

<설명>

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각자 디자인한 보온·보냉 장치를 살펴보고 자신이 제작한 보온·보냉 장치가 필요한 곳에 대해 생각해 보자. 그리고 장치를 필요로 하는 곳에 얼마의 가격으로 어떻게 보급하면 될지 생각해 보자.

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각 되돌아보기

내 보온·보냉 장치 어때요?

& 자신의 보온·보냉 장치 소개 하기

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<실제 사례 알아보기>

& G-saver 장치

현재 사용자 우리나라에서 개발한 G-saver 보온 장치는 몽골지역 주민들에게 많이 보 급되고 있다. G-saver는 몽골 전통가옥 게르 내부의 난로 배기부에 연결하여 배기부로 부터 배출되는 고온의 연기에 존재하는 열을 축적하는 형태로 되어 있다. 몸체 내부에 황톳불, 산화철 등의 축열 재료를 배치하여 열효율을 높이는 구조로 되어 있다.

[관련 동영상] G-saver의 원리 및 보급 동영상

출처 : http://www.ebs.co.kr/replay/show?prodId=8435&lectId=10075897 (30분부터) G-saver 2 내부 구조

이 장치를 활용하여 연료값이 비싼 몽골 주민들이 보다 경제적으로 난방을 할 수 있게 되었다.

& 팟인팟 쿨러

에티오피아와 같이 온도가 높은 지역에서 냉장고 대용으로 많이 사용되는 팟인팟 쿨러는 전기 없이도 음식물을 차갑게 유지시켜 준다. 큰 도기와 작은 도기를 겹쳐 넣고, 그 사이 에 모래와 물을 채워 넣으면 물이 증발하면서 작은 도기 속 열을 빼앗아 온도를 낮춰준다.

팟인팟 쿨러의 보급으로 음식물을 상하지 않게 보관하여 시장에서 판매할 수도 있고, 가정에서도 보관이 용이해 졌다.

[관련 동영상] 팟인팟 쿨러의 원리 및 보급 동영상

출처 : http://www.youtube.com/watch?v=ZNLPeb3qIhc

앞으로 더욱 효율적이고 더 낮은 가격으로 제작할 수 있는 냉・난방기를 만들 수 있다면 보다 많은 사람들이 더 따뜻한 세상에서 높은 삶의 질을 유지하며 살 수 있을 것이다.

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& G-saver와 팟인팟 쿨러의 활용

G-saver와 팟인팟 쿨러를 사용하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 삶의 질이 어떻게 달 라질지 생각해 보자.

& G-saver, 팟인팟 쿨러와 내가 만든 보온·보냉 장치

G-saver와 팟인팟 쿨러를 통해 알게 된 사실을 바탕으로 자신이 고안한 장치를 수정・보완하 는 아이디어를 제시해 보자.

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30 각 마무리하기

스스로 제작한 보온·보냉 장치를 살펴보며 서로 칭찬도 해주고 부족한 부분도 채워주면서 그동 안 활동한 내용들을 평가해 보자.

평가

방법 평가기준

평 가

상 중 하

자기 평가

◆ 제작한 보온·보냉 장치가 사람들에게 도움이 될 것으로 예 상되는가?

◆ 보온·보냉 장치의 설계도가 창의적이었는가?

◆ 제작한 보온·보냉 장치에 적용된 아이디어가 창의적인가?

◆ 보온·보냉 장치의 보급 과정에서 나타날 수 있는 여러 가지 문제 상황들을 예측하고 해결하기 위하여 노력하였는가? 동료

평가

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rologue

조선시대에도 안경을?

✐ Point

1. 과거 안경이 없던 시절 눈이 나쁜 사람들은 어떻게 살았을까?

2. 지금도 안경을 구하기 힘든 사람들이 있을까?

3. 병원, 안경점, 검안사, 렌즈 등을 접하기 어려운 환경에서는 어떻게 시력을 교정할 수 있을까?

< 드라마 ‘이산’ 정조의 안경>

< 고안경 관련 설명 >

http://www.eyeng.com/yellow /?m=1&Tmode=view&no=1746

< 고안경 관련 기사 >

http://article.joins.com/news /article/article.asp?total_id=3

169578

2007년~2008년 방영된 드라마 이산에서 주인공인 정조 임금이 안경을 쓴 장면이 있었 다. 이 드라마 외에도 조선 후기를 배경으로 하는 드라마나 영화에서 안경이 등장하며, 2014년 개봉한 영화 ‘군도’ 에서는 탐관오리에게 바치는 뇌물 중 귀한 물건으로 대접받 는 안경이 등장하기도 한다.

안경의 기원에 대한 기록은 고대부터 있지만 안경이 시력교정용으로 쓰인 것은 13세기 이탈리아에서부터라고 한다. 우리나라에서는 일본에 통신사로 갔던 무신 김성일이 쓴 거 북등껍질로 된 실안경이 최초로 사용된 안경이라고 전해진다. 조선 선조 무렵 도입된 안 경을 보고 “개화경”이라 하기도 했으며 “애체”라고도 하였다. 당시 안경은 사회적 신분 과 권세를 나타내는 수단이었으며 지금과 달리 안경을 사용하는데 예법도 까다로워 윗사

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32 각 열기

눈이 나빠지면 어떻게 할까?

<우리의 생활과 비교해보기>

지체 높은 사람들도 마음대로 안경을 쓰거나 구하기 힘든 조선 시대에 눈이 나쁜 사람 들은 어떻게 살았을까? 지금은 시력이 나쁘면 병원이나 안경점을 찾아 시력 검사를 한 후 자신의 눈에 맞는 안경이나 렌즈를 착용하면 된다.

☞ 신분에 따라, 경제적 여건에 따라 쉽게 안경을 구할 수 없던 시절 사람들은 안경이 없어 어떤 불편을 겪었을지 생각해보자.

지금도 병원과 안경점, 검안사가 부족하여 시력이 나쁜 사람들이 과거 조선 시대 사람 들처럼 살아가는 곳이 있을까? 이러한 환경에서 살아가는 사람들을 위한 간단한 안경을 만들 수 없을까?

☞ 해결 방법을 생각해보고, 자유롭게 그림이나 글로 표현해 보자.

자신의 시력을 판정해본 적이 있는가? 시력검사표를 보며 시력을 판정해 보자.

시력이 나쁜 사람들은 안경이나 콘택트렌즈를 사용하는 사람이 많다. 시력 판정 결과와 안경 렌즈의 두께를 살펴보자.

☞ 실제 시력과 안경알 두께는 어떤 관계가 있는가?

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<관련된 과학 지식>

& 눈의 구조와 조절 작용

1. 눈의 구조

< 눈늬 구조와 시각 >

http://study.zum.com/book/13835

☞ 눈의 구조에 따른 특징을 정리한 표를 완성해 보자.

눈의 구조 특징

공막이 변한 것으로, 눈의 가장 앞쪽에 있는 투명한 막 볼록 렌즈 모양이며, 빛을 굴절시켜 망막에 상이 맺히게 함 수축과 이완에 의해 동공의 크기를 조절함으로써 빛의 양을 조절 홍채의 열린 부분

눈의 가장 바깥쪽에 있는 막

공막 안쪽의 막으로 멜라닌 색소를 함유하고 있어 빛의 산란을 막아 암실 역할을 함

눈의 가장 안쪽에 있는 막으로, 시각 세포가 있어 빛 자극을 수용

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2. 눈의 조절

홍채에 의해 안구로 들어오는 빛의 양이 조절된다. 밝은 곳에서는 홍채가 확장하여 동 공이 축소되고 눈으로 들어오는 빛의 양이 감소한다. 어두운 곳에서는 홍채가 축소하여 동공이 확대되어 눈으로 들어오는 빛의 양이 증가한다.

먼 곳을 볼 때에는 섬모체가 이완하여 수정체가 얇아지고, 가까운 곳을 볼 때에는 섬모 체가 수축하여 수정체가 두꺼워져서 상이 망막에 맺히도록 조절된다.

3. 눈의 교정

시력 교정을 필요로 하는 눈의 이상에는 여러 경우가 있으며 원시는 볼록렌즈, 근시는 오목렌즈로 교정할 수 있다. 렌즈의 두께가 두꺼워지면 굴절률이 더 커지므로 시력이 나 쁜 사람일수록 빛을 더 많이 굴절시킬 수 있는 렌즈로 시력을 교정하게 된다.

<시력 이상의 교정> 수정체의 초점 시력교정 렌즈 종류

< 눈늬 구조와 시각 >

http://study.zum.com/book/1 3835

망막보다

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& 시력이 나빠지는 원인과 해결방법

눈은 왜 나빠지는 것일까? 눈이 나빠지는 원인과 눈이 나빠지는 것을 예방할 수 있는 방안에 대해 조사해보자.

시력이 나빠지는 것을 예방할 수 있는 방안에 대해 토의한 결과를 정리하여 누구에게 전달하면 좋을까? 시력이 나빠지는 것을 예방할 수 있는 자료를 전달받은 사람들의 생활 이 어떻게 달라질지 생각해 보자.

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36 각 펼치기

눈의 구조와 시력교정방법을 활용하여 눈의 구조와 시력교정방법을 활용하여

혼자 시력교정을 할 수 있는 안경을 생각해 보아요.

과학송 ‘눈의 구조’를 들으며 눈의 구조를 상기하고 시력 교정과 관련된 내용을 발표해 보자.

[과학송] 눈의 구조

출처 : http://www.lg-sl.net

< 눈의 구조송 >

http://lg-sl.net/product/sciencesong/sncson g/readSncsong.mvc?sncsongId=SONG2007010

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& 안경 제작 과정 알아보기

안경을 맞춘 경험을 토대로 안경 제작 과정에 대해 알아보자.

1. 안경 제작 과정

<안경 제작 과정>

실제 안경을 맞출 때에는 전문가의 도움을 받아 여러 과정을 거쳐야 한다. 그런데 눈이 나쁜데도 안경을 맞출 여건이 안 되어 생활 속에서 불편함을 겪거나 취업에 문제가 생겨 낮은 삶의 질을 누리는 사람들이 지금도 존재한다.

교통이 열악하고 병원과 안경원이 없으며 검안사도 부족한 환경에 처한 사람들은 어떻 게 시력을 교정하면 좋을까?

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& 안경 설계하고 제작하기

앞서 살펴본 렌즈에 의한 빛의 굴절을 좀 더 자세히 알아보자.

1. 렌즈에 의한 빛의 굴절

< 렌즈에 의한 빛의 굴절 >

http://bluecountry.tistory.com/4

☞ 신문지가 깔린 유리판 위에 양초를 문지르고 물을 떨어뜨려 보면 신문지의 글씨가 크게 보인다. 물방울은 어떤 종류의 렌즈 역할을 하였는지 설명하고 비슷한 예를 더 찾 아보자.

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2. 안경 설계하기

먼저 시력 이상의 유형에 대해 판정한 후 시력 이상의 유형에 따라 렌즈 역할을 할 수 있는 장치를 고안하고, 동공의 거리와 동공 위치를 고려한 안경 디자인을 완성하여 아래 에 나타내고 적절한 재료를 사용하여 안경을 제작해보자.

창의적 안경 설계하기

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각자 디자인한 안경을 살펴보고 자신이 제작한 안경이 필요한 곳에 대해 생각해 보자.

그리고 장치를 필요로 하는 곳에 얼마의 가격으로 어떻게 보급하면 될지 생각해 보자.

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각 되돌아보기

내 안경 어때요?

& 자신의 안경 소개하기

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<실제 사례 알아보기>

& 조슈아 실버(Joshua Silver) 박사의 액체안경

현재 사용자 스스로 도수 조절을 할 수 있는 액체 안경이 개발되어 보급되고 있다. 그러나 이것 은 한 가지 사례이며 보다 효율적으로 보급할 수 있는 방법이나 더 낮은 가격으로 제작할 수 있 는 안경을 만들 수 있다면 보다 많은 사람들이 더 밝은 세상을 살 수 있을 것이다.

[관련 동영상] 도수 조절 가능한 액체 안경 시연 동영상

출처 : http://www.ted.com/talks/josh_silver_demos_adjustable_liquid_filled_eyeglasses?language=ko

현재 사용되고 있는 액체안경의 개발자는 옥스퍼드 대학교 물리학 교수 조슈아 실버(Joshua Silver)이다.

The Centre for Vision in the Developing World에서 생산하여 사하라 아프리카 이남지역 (sub-Saharan Africa)에 공급되고 있으며 가격은 약 $20 이다. 현재는 개발도상국 사람들이 구 매할 수 없는 가격이나, 추후 기술개발을 통해 $1까지 가격을 인하할 계획이며, 현재는 기부금으 로 보급되고 있다고 한다. 전 세계적으로 안경 사용법을 교육하고 있으며 동남아시아, 아프리카 여러 국가에 보급되고 있다.

조슈아 실버 박사의 액체안경은 실리콘 오일(렌즈구성성분) 앞뒤로 단단한 플라스틱이 보호 하고 있는 구조로, +/-50-100 dioptres 까지 교정가능하나 난시는 교정이 불가능하다고 한다.

두 장의 플라스틱 사이에 들어 있는 실리콘 오일을 넣거나 빼어 렌즈의 모양을 변형하여 사용자 스스로 도수를 조절할 수 있는 구조로 되어 있다.

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< 액체 안경 설명 >

http://atfestival.se-sang.com/cas e-view?id=37128

렌즈에 담긴 실리콘 오일을 빼게 되면 근시를 위한 안경렌즈가 되고 반대로 실리콘 오일을 주입 하게 되면 원시를 위한 안경렌즈가 된다. 양 옆에 달린 주사기의 실리콘 오일을 넣었다 빼었다 하며 시력에 맞게 렌즈를 조정하고 양 옆의 나사를 조여 렌즈상태를 고정한 후 주사기와 고무관 을 잘라내고 사용하면 된다.

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액체 안경을 사용하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 삶의 질이 어떻게 달라질지 생각해 보자.

& 액체안경과 내가 만든 안경

액체안경을 통해 알게 된 사실을 바탕으로 자신이 고안한 장치를 수정・보완하는 아이디어를 제시해 보자.

제시한 아이디어를 실현하기 위한 도전을 한다면 많은 사람들의 삶의 질을 향상시키는데 나의 아이디어가 큰 몫을 할 수 있을 것이다.

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각 마무리하기

스스로 제작한 액체 안경을 살펴보며 서로 칭찬도 해주고 부족한 부분도 채워주면서 그동안 활 동한 내용들을 평가해 보자.

평가

방법 평가기준

평 가

상 중 하

자기 평가

◆ 제작한 안경이 시력이 좋지 않은 사람들에게 도움이 될 것 으로 예상되는가?

◆ 시력교정용 안경의 설계도가 창의적이었는가?

◆ 제작한 시력교정용 안경에 적용된 아이디어가 창의적인가?

◆ 안경의 보급 과정에서 나타날 수 있는 여러 가지 문제 상 황들을 예측하고 해결하기 위하여 노력하였는가?

동료 평가

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