미래의 인재들에게는 창의적인 상상력과 뛰어난 과학적 사고력 그리고 공감과 나눔의 감성적 마인드를 갖춘 융합적소양이 필요합니다.
학생들에게 세계 곳곳에서 발생되는 비극적인 상황들과 그에 따른 가난한 이웃 들의 어려움에 대해 이해하게 하고 ‘공존, 기술, 사람 그리고 희망’이라는 국제사회 의 흐름에 동참하는 한 방법으로 전쟁지역의 지뢰 등으로 다리를 절단 당한 사람 들을 위한 의족을 디자인하는 감성적 체험을 하게 하고 적정기술이라는 개념의 습 득을 통해 인간에게 유익한 지식의 사용이 가능한 융합적 인재로 양성하고자 하 는데 목적을 두는 프로그램입니다.
과학은 매우 빠르게 발전하여 우리가 상상했던 많은 것이 현실로 이루어 졌습 니다.
최근에는 휘어지는 핸드폰과 네비게이션 기능을 가지고 있는 구글 글래스 등 놀 라운 과학기술의 작품들이 쏟아져 나오고 있습니다. 따라서 이들은 구매할 경제력 만 갖추고 있다면 예전과 비교할 수 없을 만큼 편리해졌습니다. 그러나 이렇게 과 학이 발전했다고 해서 모두 다 이의 수혜를 입고 잘 살고 있지는 않습니다. 과학이 이보다 더 발전한다고 해도 그 과학의 발전을 전혀 모르고 죽어갈 사람도 많을 것 입니다. 우리가 말하는 대부분의 과학의 발전은 대부분 경제력을 갖추고 있는 사 람들을 위한 과학이었기 때문입니다. 그러나 이러한 과학의 효용성에 반대하여 인 간의 얼굴을 한 기술로 알려진 적정기술이 등장합니다. ‘작은 것이 아름답다’의 저 자인 독일 경제학자 E.F 슈마허가 만들어낸 ‘적정기술’이란 용어는 1960년대 슈마 프롤로그
중학교 바이오
STEAM 적정기술을 통한
나만의 의족 만들기
허가 설립한 ‘중간기술개발그룹’은 제3세계의 빈곤문제를 해결하고 자립을 도울 수 있는 기술을 개발하는 데 주력했던 일의 개념에서 시작하였습니다. 경제력을 가진 소비자를 대상으로 개발해오던 기술을 비판하고 소외된 90%를 위한 적정기술은 그때부터 많은 관심을 받게 되었습니다. 하루 종일 먼 곳으로 가서 양동이에 물을 떠서 무겁게 어깨에 이고 오던 물통을 동그랗게 만들어 굴릴 수 있게 한 Q드럼, 오 염된 물을 마셔서 식중독에 걸리는 아프리카인들을 위해 간단한 정수장치가 되어 있는 빨대인 라이프 스트로우는 이런 적정기술의 대표적 예입니다. 이 프로그램은 적정기술의 제품들 중 자이푸르 풋에 주목하였습니다. 인도에 살고 있는 열 네 살 된 빌 하난은 맨발로 생활하던 생활습관 탓에 상피병에 걸려 한 쪽 무릎아래 다리 를 절단했고 그 후로 꿈을 잃고 극심한 우울증에 시달렸습니다. 가족들은 빌 하난 에게 알맞은 의족을 사주고 싶었지만 무려 2만 달러가 필요했기 때문에 사줄 수가 없었습니다. 하지만 빌 하난은 적정기술의 자이푸르 풋(Jaipurfoot) 덕분에 다시 다리를 가지게 되었고 예전처럼 친구들과 나무를 오르내리기도 하고 점프를 할 수 도 있었습니다. 인도의 북부마을 이름을 딴 자이푸르 풋의 기술혁신은 2만 달러에 달했던 의족을 단 28달러 우리 돈 약3만원에 가능케 했습니다. 주로 고무와 나무, 알루미늄으로 구성되었지만 1.3 ~ 1.5kg에 불과하며 5년 이상 지속하여 사용할 수 있습니다. 자이푸르 풋은 빈곤층과 아프가니스탄을 비롯한 전쟁지역에서 지뢰 로 다리를 잃은 사람들에게 큰 희망을 주었습니다. 타임지가 선정한 최고의 발명 품에도 이름을 올린바 있는 자이푸르 풋은 매년 16,000명에게 새로운 팔과 다리를 제공하고 있습니다. 이 프로그램은 우리도 착한 과학자가 되어 적정기술에 알맞은 의족을 디자인 해 보도록 설계되었습니다. 먼저 적정기술의 개념을 익힌 뒤에 적정 기술의 따뜻한 마음을 기본 개념으로 하여 의족 설계를 위해 필요한 지식인 인체 의 뼈와 근육, 관절에 대해 배워 뼈와 관절이 어떻게 움직이는지 학습합니다. 그리 고 인체에 사용되는 것이기 때문에 아름답게 만들기 위하여 인체의 황금비에 대해 학습합니다. 그리고 마지막에 적정기술의 개념과 인체와 황금비의 학습내용을 기 반으로 나만의 의족을 디자인하게 됩니다. 내가 만들 의족의 대상도 직접 선택하고 그에 맞게 내료도 선택하게 하여 학생들 스스로 학습을 주도하도록 , 그리고 많은 생각을 하도록 하였습니다. 그리고 내가 디자인한 의족을 다른 사람들에게 홍보함
생 각 열 기
내 주변에는 어떠한 발명품들이 있을까? 내가 알고있는 최고의 발명품은 무엇인가?
미국의 대표적인 시사주간지 타임지는 매년 참신한 아이디어가 돋보이는 발명품을 선정한다. 2012년 타임지가 선정한 최고의 발명품 26개 중 이미지 카드에 제시되 어 있는 발명품에 대해 모둠별로 토의해 보자.
최첨단 발명품은 왜 발명되었을까? [1/10]
1. 위 발명품들이 왜 타임지 최고의 발명품으로 선정되었을지 생각해보자.
2. 위 발명품은 많은 시간, 노력, 비용을 들어 개발되었다. 왜 이와 같은 발명품 이 발명되었을까?
소니 하이엔드 카메라 RX100 구글 글래스 전기차 테슬라 모델S
[2012 타임지가 선정한 발명품]
3. 각각의 발명품들은 어떤 사람(직업, 나이, 경제력 등)들이 사용할지 예상해 보자.
[준비물] 활동지, 이미지 카드, 발명품 동영상
[TIP]
1. 활동지 작성에 치중하기 보다 자신의 생각을 자유롭게 표현하는 것에 중 점을 두자.
MEMO
읽 기 자 료
2012 타임지가 선정한 발명품
소니 하이엔드 카메라 RX100 구글 글래스 전기차 테슬라 모델S
1. 보통의 DSLR보다 20% 정도 슬림한 1인치 센서는 주머니에 들어갈 정도의 작은 DSLR을 가능하게 했고 이는 DSLR의 혁신을 주도했다고 볼 수 있다.
2. 안경모양으로 만들어진 컴퓨터로, 미래의 컴퓨터 방향인 웨어러블 컴퓨 터 기기라고 볼 수 있다. 우측 상단에 보이는 1.3cm의 디스플레이는 사진 을 찍거나 공유할 수 있게 해주고, 영상통화를 하거나 고화질 동영상 녹 화가 가능하며, 인터넷을 사용할 수 있으며 구글지도나 메일을 확인할 수 있도록 해준다.
3. 전기차 테슬라 모델S는 한 번의 충전으로 462km를 갈 수 있으며 터치스 크린으로 GPS 네비게이션부터 서스펜션등 자동차의 상태와 제어가 가능 하며 네트워크와의 연동으로 하루아침에 새로운 기능이 업데이트가 되기 도 한다. 테슬라 모델S는 전기차의 혁신을 주도했다고 볼 수 있다.
그밖에 2012 타임지가 선정한 발명품
1. 실내구름 (Indoor Clouds)
적당한 크기의 방에서 완벽하게 실제 구름을 생성할 수 있는 발명품으로 네 덜란드의 아티스트 Berndnaut Smilde 가 발명한 '실내구름'은 기온, 습도, 조 명이 완벽하게 구현된 상태에서만 발현되는 인공실내 구름으로서 드라이아 이스로 생성되는 구름과 확실한 차이를 보인다. 다만 잠시 만들어졌다가 금 세 사라진다.
2. LiquiGlide
이 발명품은 MIT공대의 5명의 학생들과 교수가 만든 제품으로, 이 병은 마찰 력이 거의 제로에 가까워서 병 안에 어떤 내용물이 들어가더라도 그냥 기울이 면 내용물이 다 쏟아져 나오게 된다. 이 제품은 유리, 세라믹, 금속 플라스틱 등 어느 물질에서 사용 가능하다.
모든 용기에 저 리퀴글라이드코팅을 쓴다면, 매년 버려지는 케첩 소스 100만t 을 아낄 수 있다. 가격은 25센트 정도이다.
3. 자기 팽창 타이어
자동차타이어의 압력이 너무 낮은지 아니면 너무 높은지를 판단해서 내부의 압력을 스스로 조절하는 타이어로 타이어 내부의 압력 조절기가 타이어 튜 브 안으로 공기 펌핑하도록 해주고, 타이어 내부 압력이 너무 높으면 자동으 로 차단된다.
타이어가 펑크로 인한 사고가 나는 경우가 있는데, 이 타이어를 쓰면 그런 위 험은 줄어들 것이다.
4. 이미지 반송 카메라
이 발명품은 MIT 학생들과 미 육군 레인저가 만든 제품으로 불에 타고 있는 건물이나 혹은 인질극을 벌이고 있는 건물 등 위험한 곳에 이 야구공만한 제 품을 던져 6개의 카메라로 부터 360도 앞뒤 전체의 이미지를 실시간으로 전 송 받을 수 있다.
이 제품은 공기의 오염도, 온도, 방사선 등을 측정할 수 있고 스마트폰으로 데
생 각 열 기
인도에 살고 있는 빌 하난의 이야기를 들어본 적 있는가?
가난한 빌 하난이 두발로 걸을 수 있는 방법은 무엇일까?
이제 빌 하난은 예전처럼 친구들과 나무를 오르내리기도 하고 점프를 할 수도 있 다. 이는 자이푸르 풋(Jaipurfoot)이라는 발명품 덕분이었다. 빌 하난을 위해 발명 되었던 자이푸르 풋의 동영상 본 후 소감을 자유롭게 이야기 해 보자.
빌 하난의 이야기 [1/10]
가난한 이에게도 희망의 다리를
인도에 사는 열네 살인 빌 하난은 맨발로 생활하다가 상 피병에 걸려 한 쪽 무릎아래 다리를 잃게 되었다. 한창 뛰어놀고 많은 꿈을 꿀 시기에 빌 하난이 다리 하나만 을 잃은 것이 아니었다. 다리와 함께 꿈을 잃은 빌 하난 은 극심한 우울증에 시달렸다. 가족들은 그에게 다리를 대신할 의족을 사주고 싶었지만 무려 2만 달러가 필요 했다. 2만달러는 하루 2달러를 벌어 근근이 살아가는 빈 곤층 가족에게 꿈도 꿀 수 없는 사치품이었다.
1. 빌 하난을 도울 수 있는 방법을 생각해 봅시다.
2. 자이푸르 풋에 대한 기사와 동영상을 보고난 소감을 이야기 하여 봅시다.
[준비물] 활동지, 모둠별 화이트보드, 동영상
[TIP]
1. 빌 하난을 도와줄 수 있는 방법에 대해 모둠끼리 자유롭게 의견을 말해 본다.
2. 서로의 의견 중 현실적으로 도움이 될 수 있는 여러 방법을 찾아보고 그 중 하나를 선택하여 구체적으로 도울 수 있는 방법을 제시한다.
MEMO
생 각 열 기
인간의 얼굴을 한 기술, 적정기술에 대해 생각해보며 과학 기술을 통한 희망과 나 눔에 대한 의미를 확인해보자.
이미지카드에 나타나 있는 적정기술 제품은 어떻게 사용되는 것일까?
이 제품들을 보았을 때 적정기술이란 무엇일까?
내가 알고 있던 적정기술 제품은 무엇이 있을까?
적정기술이란 무엇인가?
[적정기술 제품 이미지 카드]
q-드럼 OLPC(one laptop per child) pot in pot cooler
라이프 스트로우 permanet
1. 이미지 카드를 보고 각 제품의 용도와 사용자에 대해 생각해보자.
3. 평소 알고 있던 적정기술에 대해 말해보자. 어떤 제품을 알고 있는가?
알고 있었던 것을 친구들에게 소개해보자.
2. 이미지카드에 있는 제품들은 적정기술의 대표적인 예이다. 적정기술을 정의 해보자.
적정기술이란:
[준비물] 활동지, 이미지카드
읽 기 자 료
적정기술의 사례
생명을 구하는 마법의 빨대 - LifeStraw
설치된 정수필터는 인간에게 치명적인 이질, 장티푸스, 디프테리아, 콜레라 등 을 일으키는 세균과 미생물을 99% 걸러내는 기능을 가지고 있으며 하루 2리 터이상의 물을 정수시킬 수 있고, 수명은 1년이다.
이런 기능에도 불구하고 제조단가는 단 2$밖에 되지 않는다.
라이프스트로의 종류로는 개인용과 가족용이 있다. 개인용은 한 사람이 1년간 먹기에 충분한 용량인 700리터의 물을 정수할 수 있으며, 99.9%의 수인성 박 테리아와 98.5%의 바이러스를 제거한다. 가족용의 경우, 한 가족이 2년간 먹 을 수 있는 18,000리터의 물을 정수 할 수 있으며, 99.9%의 수인성 박테리아, 99.9%의 바이러스, 99.9%의 기생충을 제거할 수 있으며, 오염이 심해 혼탁한 물도 효과적으로 정수할 수 있는 기능을 가지고 있다.
대부분은 콩고, 케냐, 수단, 나이리지아 등의 물이 부족하거나 양질의 물을 공 급받기 어려운 아프리카의 사람들에게 국제 구호단체를 통해 공급되고 있다.
적정기술의 사례
편하게 더 많이 - Q드럼
알파벳 Q를 닮았다고 해서 Q드럼이라 불리는 이 적정기술제품은 전 세계의 물 관련 문제에 혁신적인 해결책을 제시하고 있다. 개발도상국에서 보통 먹을 물을 길러올 때 멀게는 몇 킬로미터를 이동하기도 하며 이들이 길러올 수 있 는 물의 양도 적은데 Q드럼을 이용하면 과도한 부담을 주지 않고 어린아이라 도 평지에서 50리터이상의 물통을 손쉽게 굴릴 수 있도록 고안되었다.
☞ 관련 동영상 보기 :
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=G8sMAolVUEw
적정기술의 사례
아이들의 정보화는 나에게 맡겨라!!
- OLPC(one laptop per child)
100달러 정도의 아주 저렴한 노트북 컴퓨터로 제3세계의 아이들도 정보화 시 대라는 하나의 흐름에 잘 따라갈 수 있고, 나아가 이 아이들이 정보를 다루는 기술을 익혀 더불어 잘 사는 사회를 만들기 위해 시작된 적정기술로 이 프로 젝트는 다음과 같은 5가지 원칙이 있다.
1. 어린이가 소유해야 한다.
2. 어린이가 쓰기 쉬워야 한다.
3. 충분히 보급되어야 한다.
4. 서로 연결되어야 한다.
5. 자유롭고 공개된 소스여야 한다.
500MHz의 CPU와 1GB 플래시 메모리, 그리고 인공위성을 통한 인터넷 통신 장비와 인력에 의한 전력공급 시스템을 갖추었고, S/W는 오픈소스인 리눅스 를 바탕으로 독자적인 가볍고 쓰기 편한 UI가 제공된다. 성능은 낮지만 제3세 계의 어린이들에게 정보화 시대의 흐름에 발맞출 수 있는 기회를 제공한다는 것에서 큰 의미를 가지고 있다.
적정기술의 사례
간단한 원리로 생계를 유지시키는 냉장고- Pot-In-Pot Cooler
두 개의 항아리로 구성되어 있으며 큰 항아리 속에 작은 항아리가 들어있는 구조로 빈 공간은 젖은 모래가 채워져 있다. 물이 증발하면서 작은 항아리 안 에 들어있는 열을 빼앗으므로 채소나 과일을 신선하게 보관할 수 있다. 가지는 27일 동안이나 신선하게 유지되는데 이는 그냥 보관했을 때 보다 무려 9배나 더 오래 보관할 수 있는 것이며, 토마토와 피망은 21일까지 유지된다.
☞ 관련 동영상 보기 :
http://www.youtube.com/watch?v=LfKgOpJc7Ps
적정기술의 사례
말라리아모기를 막아라! 살충 처리된 모기장 - Permanet
퍼마넷은 지속적인 살충효과를 지닌 모기장이다. 최신 제품은 20번을 세탁해 도 4년 동안 살충 능력을 유지할 만큼 뛰어난 성능을 갖고 있다.
선진국에서는 거의 존재하지 않는 말라리아 같은 질병에 개발도상국에서는 무방비로 노출되어 있고 이런 문제를 해결하기 위해 만들어진 적정기술이 퍼 마넷이다.
세계보건기구에 따르면 퍼마넷이 모기로 인한 죽음을 30%이상 낮추었다고 한다.
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나의 손과 발은 어떻게 움직이는 걸까?
자신의 팔과 다리를 만져보고 어떤 구조로 이루어져 있는지 토론하고 발표해보자.
닭발 해부를 통해서 뼈와 근육의 움직임을 확인해보자.
2. 닭발 움직이기
1) 해부용 가위와 핀셋을 이용하여 발목 부분에서부터 발가락까지 피부를 조심 스럽게 제거한다. 이때 피부 근처에 힘줄(건)이 붙어 있으므로 손상되지 않도 록 주의해야한다.
2) 피부를 제거한 닭발의 표면을 보면서 힘줄의 분포를 관찰한다.
3 ) 펜치를 이용하여 발의 바닥 쪽, 등 쪽의 모여 있는 힘줄을 각각 당겨본다.
4) 모여 있는 힘줄을 분리하여 하나씩 당겨보며 어떤 힘줄을 당겼을 때 어떤 발
닭발 해부로 뼈와 근육의 움직임 관찰하기
1. 닭발의 겉모습 관찰하기
▶ 닭발의 겉모습 그리기
▶ 발가락의 개수와 조류의 특징을 서술해보자.
6) 위 닭발의 움직임을 관찰하고 관절 운동의 원리를 설명해보자.
5) 피부를 벗겨 낸 닭발의 근육과 힘줄을 그림으로 나타내보자.
<바닥 쪽>
<바닥 쪽>
3. 생각해 보기
1) 바닥 쪽 힘줄다발을 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
2) 바닥 쪽 힘줄 다발을 분리하여 하나씩 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻 게 나타나는가?
3) 등 쪽 힘줄다발을 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
4) 등 쪽 힘줄다발을 분리하여 하나씩 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
[준비물] 닭발, 핀셋, 해부접시, 해부기구(해부용 칼, 가위 등)
[TIP]
1. 준비한 닭발을 해부해 껍질을 벗겨내어 하얀 힘줄들이 보이도록 한다.
- 인대는 피부 근처에 있으므로 옆에서부터 껍질을 벗겨내는 것이 힘줄 을 자르지 않고 해부할 수 있다.
2. 바닥 쪽 힘줄다발을 당겼을 때 닭발의 움직임을 관찰하고, 힘줄 다발을 분리하여 하나씩 당겼을 때 닭발의 움직임을 생각해 보자.
3. 힘줄을 핀셋(또는 펜치)으로 잡아당긴다.
- 힘줄의 한쪽 끝은 뼈와 연결되어 있고, 한쪽은 근육과 연결되어 있다.
근육의 수축, 이완작용에 의해 건이 힘을 받으면 뼈를 당기면서 관절이 움직일 수 있는 것이다. 즉 우리가 가하는 힘은 근육이 수축, 이완 시 건이 받는 힘에 해당된다. 잡아당길 때 핀셋은 미끄러져서 잘 안 당겨 지기 때문에 핀셋보다는 펜치로 잡아당기는 것이 좋다.
4. 활동소감
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인체의 손뼈 구조 알기와 모형 만들기 [4/10]
내 손은 몇 개의 뼈로 되어 있을까요? 어떤 구조로 되어 있을까?
내 손의 모양을 관찰하고 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있는지 생각해보자.
자신의 손과 팔의 모양을 만져보고, 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있을지 생각해 보자.
1. 자신의 손과 팔의 모양을 만져보고, 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있을지 생각 해보자.
2. 손을 이루고 있는 뼈의 개수를 세어보고, 각 뼈들의 명칭을 알아보자.
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3. 다음의 손 골격 그림 위에 다양한 색 점토를 활용하여 뼈대의 구조물을 제작해 보자.
[준비물] 색점토, 활동지
[TIP]
1. 생물의 종류에 따라 뼈의 구조와 기능이 조금씩 차이가 있음을 이해한다.
MEMO
4. 활동소감
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팔의 모형 만들기 [5/10]
팔은 어떤 원리로 움직일까?
여러 가지 재료를 이용하여 팔의 모형을 만들어보자. 앞 서 배운 뼈와 근육, 관절 의 움직임을 기본으로 하여 본인이 생각한 모양의 로봇팔을 스케치해 본 후 로봇 팔을 만들어보자.
1. 로봇팔 만들기 각 재료의 역할
- 주사기의 역할 : 피스톤을 밀고 당김으로써 주사기와 비닐호스 사이의 공 기의 흐름을 조절하여 압력의 변화를 주는 역할을 한다.
- 비닐호스의 역할 : 먼 거리에 있는 주사기 간에 압력을 전달해 주는 역할 을 한다.
- 볼트, 너트, 와셔 : 관절 부분을 고정시켜주는 역할과 동시에 부드럽게 움직 일 수 있도록 중간 역할을 한다.
① 자신이 생각한 모양의 로봇팔 모양을 스케치하기
2. 생각해 보기
① 주사기에 공기를 넣었을 때 로봇팔의 움직임은 어떻게 나타나는가?
② 주사기에 공기를 빼내었을 때 로봇팔의 움직임은 어떻게 나타나는가?
③ 위 로봇팔의 움직임을 관찰하고 관절 운동의 원리를 설명해보자.
3. 활동소감
[준비물] 활동지, 종이, 스티로폼, 피스톤, 튜브, 양면테이프, 볼트, 너트, 호 수, 가위
[TIP]
1. 공기가 새어 나가지 않도록 비닐호스와 주사기 사이의 틈을 잘 막아주어 야 하고, 로봇팔에 작용하는 공기의 압력이 지나치게 낮아지지 않도록 주 의한다.
② 각 재료의 역할을 파악하여 자유스럽게 구상하여 로봇팔을 만들어보자.
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황금비란 무엇인가? [6/10]
A B C D E
질문1▶ 5개의 사각형 중에서 가장 조화롭고 안정적이게 생각되는 사각형을 골 라보자.
질문2▶ 선택한 사각형을 고른 이유를 말해보자.
질문3▶ 자신이 선택한 사각형의 가로의 길이와 세로의 길이의 비율을 구해보자.
읽 기 자 료
황금비란?
한 선분을 길이가 다른 두 개의 선분으로 나눌 때, 전체 선분에 대한 긴 선 분의 비율과 긴 선분에 대한 짧은 선분의 비를 황금비라 한다.
(선분 전체 길이) : (긴 선분의 길이) = (긴 선분의 길이) : (짧은 선분의 길이) 즉, (1 + x) : x = x : 1
이 비례식을 정리하면 x2 - x 1 = 0이라는 이차방정식이 되고 이를 근의 공 식을 이용하여 풀면 x =
2 1 ± 5
이 된다. 그런데 변의 길이는 양수이므로 x = 2
1 + 5 이다.
이때 5가 대략 2.236이라는 사실을 이용하여 소수점 아래 세 번째 자리 까지 구하면 x = 2
1 ± 5
= x = 2 3.236
= 1.618이다. 이것을 대략 2 : 3 또 는 3 : 5, 5 : 8 등의 비율로 말하기도 합니다. 사각형의 경우 짧은 변의 길이 와 긴 변의 길이의 비가 로 황금비인 직사각형을 황금 사각형이라고 합니다.
A C B
황금비율
황금비율이란?
황금비율은 고대 그리스에서 발견되었고, 인간이 보기에 가장 편안하고 아름 답게 느껴지는 비율을 말한다. 이는 1 : n = n : n = 1 이라는 공식을 바탕으로 하는 비율이며 n값을 풀어 1 : 1.618이라는 황금비가 탄생하게 되었다. 이 수를 자연수로 바꾸면 3 : 5, 또는 5 : 8에 가까운 비율이 된다.
황금비는 우리 생활의 곳곳에 쓰이고 있고, 건축, 예술, 과학 등 많은 분야에 걸쳐 사용되고 있다.
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황금나선그리기 [6/10]
1. 황금사각형을 이용하여 황금나선을 그려보자.
[준비물] 활동지, 자, 계산기, 모눈종이, 각도기
[TIP]
1. 황금나선을 그릴 때 모눈종이를 사용하면 더 간단하게 그릴 수 있다.
2. 황금나선을 어떻게 그릴지 먼저 생각해본다.
3. 어려울 경우 황금사각형을 만들어보고 그 안에서 황금비율을 찾아 황금 나선을 그려본다.
MEMO
읽 기 자 료
황금사각형 만들기
1) AB를 한 변으로 하는 정사각형 ABCD를 작도한다.
A D
B C
2) 정사각형 ABCD에서 AB의 중점 O를 잡는다.
A O
D
B C
3) 점 O를 중심, OC를 반지름으로 하는 원을 그려 AB의 연장선과의 교점 E를 잡는다.
A O E
D
B C
4) 점 E에서 AE에 수선을 그어 DC의 연장선과 만나는 점을 F로 잡는다.
여기에서 직사각형 AEFD는 황금직사각형이 된다.
A O E
D
B
C F
[증명] 편의상 정사각형의 한 변의 길이를 2라고 하자. 그러면 AO= BO= 1이므로, 피타고라스의 정리에 의해 OC = 12 + 22 = 5 = OE
이다. 그러므로 AE = AO + OE = 1 + 5이다. 따라서 AE AD =
1 + 2 5 = 1.168…이다. 따라서 위의 직사각형은 황금직사각형이다.
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인체의 황금비 알아보기 [7/10]
인체에도 황금비가 존재하고 있음을 알고 있는가?
그림을 참고하여 자신의 몸에서 직접 황금비를 찾아보자.
1
1
1 1.618
1.618
1.618
레오나르도 다 빈치 그림에서 황금비 찾아보기
1. 레오나르도 다빈치의 그림 속에 숨겨진 황금비를 찾아보자.
[그림1] 자를 이용하여 신체의 길이를 측정하여 보고 그 비율을 구하여 보자.
[그림2] 자를 이용하여 얼굴을 중심으로 길이를 측정하여 보고 그 비율을 구하 여 보자.
2. [문제] 개인마다 약간의 차이는 있지만 인간의 신체에서 배꼽이 상반신과 하반신 을 1 : 1.618로 황금 분할합니다. 키가 165cm인 사람의 배꼽 위치는 발로 부터 시작해서 몇 cm인 곳에 위치하는지 알아보자.
[참고자료 : 레오나르도 다빈치 그림의 황금비]
[준비물] 활동지, 자, 계산기 [그림2]
[그림1]
1 1
1
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MEMO
생 각 펼치기
황금비의 상업적 예 찾아보기
우리는 개의 손가락과 발가락을 가지고 있으며, 손가락은 2개의 관절을 가지고 있 으며, 각 손가락은 3개의 마디로 이루어져 있다. 손가락 뼈 사이에도 황금비가 발 견된다. 또한 발과 발가락에서도 황금사각형으로 측정이 되는 황금비가 발견된다.
그 외에도 상업적으로 어떻게 황금비가 사용되고 있는지 찾아보자.
읽 기 자 료
레오나르도 다빈치와 황금비율
레오나르도 다빈치는 어릴 때부터 수학, 음악, 회화 등 모든 학문에서 다재 다능하였다. 레오나르도 다빈치의 많은 작품에는 많은 그림에서 황금비가 적용되어 있는데 그중 비트루비우스의 인체비례에서 그는 이렇게 말하였다 고 한다.
‘자연이 낸 인체의 중심은 바로 배꼽이다. 등을 대고 누워서 팔 다리를 뻗 은 다음 컴퍼스 중심을 배꼽으로 맞추고 원을 돌리면 두 팔의 손가락 끝과 두 발의 발가락 끝이 원에 붙는다. 또한 정사각형으로도 된다. 이것은 사람 키를 발바닥에서 정수리까지 잰 길이는 두 팔을 가로 벌린 너비와 같기 때 문이다.’
또한 모나리자의 얼굴은 여러 부분에서 1대 1.618의 비율이 적용된다.
얼굴의 세로비율, 가로비율, 심지어 왼쪽얼굴 길이 대 오른쪽얼굴도 황금비 율이 적용된다.
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황금비율의 예
건축과 예술
황금비를 적용한 최고의 건축물은 기원전 4700여전에 만들어진 피라미드 이다. 따라서 인류가 황금비율을 사용한 것은 훨씬 그 이전부터라고 생각 이 된다.
피라미드뿐만 아니라 파르테논 신전, 파리의 개선문, 석굴암의 불상, 부석 사 무량수전, 밀러의 비너스상 등 건축과 예술품에서 황금비율을 적용한 것 을 찾아볼 수 있다.
음악
음악의 한 옥타브는 8음계로 이루어져 있다. 피아노의 건반은 한 옥타브를 13개의 음으로 나누어 표현하고 있으며, 이중 하얀 건반이 8개, 검은 건반이 5개 있고 하얀 건반은 3개와 5개, 검은 건반은 2개와 3개로 구분되어 있다.
여기에서 나타나는 2, 3, 5, 8, 13은 피보나치수열로 황금비가 적용된 것을 알 수 있다.
과학
심전도로 측정한 인간의 심장박동도 황금비의 리듬에 따르고 있음이 알려졌 다. 정상적인 심장의 박동은 한 주기 내에 황금 분할된 지점에서 다시 작은 박동이 일어나는데, 이는 심방에서 심실로 이동할 때 생긴다고 한다.
또 유전자의 구조는 이중나선으로 되어 있는데, 이 나선의 한 주기는 가로 가 34 옹스트롬(anlstrom : 1 mm의 1000만분의 일)이고, 세로가 21옹스트롬 인데, 그 비율이 1.619로 황금비에 매우 가깝다.
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의족 사용 대상 및 재료 선정하기 [8/10]
1. 의족을 사용할 대상을 선정해보자.
▶ 의족 대상 선정하기 - 남, 여, 노, 소,
- 체중이 가벼운 사람, 적당한 사람, 무거운 사람
▶ 의족에 필요한 부품을 자신이 선정한 대상에 맞게 선택하기 1. 뼈대
2. 라이너 3. 발 4. 커버
2. 선정한 대상에 맞게 재료를 선정해보자.
제한된 가격 ( ex) 5만원)을 두고 본인이 제작할 의족에 필요한 재료를 선정해 본다.
구성 제품 장점 단점 가격(원)
뼈대
티타늄 가볍다, 튼튼, 무해함 비싸다 30,000
알루미늄 가볍다 약하다 25,000
스틸 튼튼, 저렴하다 무겁다, 녹이 슨다 20,000
라이너
고급 부드럽다, 편안하다 비싸다 15,000
중급 부드럽다 고급에비해 불편하다 10,000
저급 저렴하다 착용감이 좋지않아
불편하다. 5,000
발 발
의족처럼 보이지 않는다 5,000
커버 커버 10,000
[의족에 필요한 부품에 대해 더 자세히 알아보기]
(1) 뼈대
A. 티타늄뼈대 - 튼튼하고 가벼우며, 쇳독 같은 것이 생기지 않아 인체에 무해 함. 의족에 매우 적합하지만 가격이 비싸서 경제성이 떨어짐.
B. 알루미늄뼈대 - 가격면에서 티타늄에 비해 경쟁력이 커서 많이 사용되는 뼈대임. 가볍지만 강도가 약해서 체중이 무거운 사람은 사용을 못하는 경 우도 있음.
C. 스틸 뼈대 - 가격이 저렴하고 튼튼한 장점이 있음. 하지만 가장 무겁고 녹이 슬기도 해서 일부 사람들에게 알레르기를 유발하기도 함.
(2) 라이너
A. 고급 - 부드럽고 편안함 B. 중급 - 부드럽지만 조금 불편함 C. 저급 - 착용감이 좋지 않음
(3) 발
발은 신체의 발과 같은 모양을 의족에 입혀서 실제 발처럼 보이게 함. (옵션으로 선택)
(4) 커버
의족의 뼈대에 입혀서 외관을 꾸며주어 실제 다리처럼 보이도록 해주는 기능을 함. (옵션으로 선택)
[준비물] 활동지
[TIP]
1. 대상을 정했다면 그 대상의 특징을 섬세하게 고려해야 한다.
2. 의족에 필요한 부품들이 어떤 것이 있고 어떤 특징이 있는지 먼저 알고 대상에 맞게 선정한다.
생 각 다지기
의족스케치 [8/10]
1. 의족 디자인하기 1) 스토리 만들기
2) 의족 스케치하기
3) 디자인의 특징과 장점 설명해보기
1조 2조 3조 4조 5조 6조 7조 8조 9조 10조
스토리
재료의 적정성
디자인의 예술성
합계
4) 의족 디자인 상호 평가하기
[준비물] 활동지 4-2
[TIP]
1. 스케치를 진행할 때 선정한 대상의 특징을 잘 파악하고 소비자가 원하는 기호를 고려하여 디자인 한다.
2. 스케치를 통해 의족의 기능과 디자인을 홍보할 수 있다
생 각 다지기
의족 홍보 포스터 만들기 [9/10]
내가 만든 의족을 홍보할 포스터를 만들어 보자.
[준비물] 하드보드지, 4절지, 유성매직, 사인펜, 색연필 등
[TIP]
1. 의족의 기능과 특징이 정확하게 전달 될 수 있도록 만들고 구매자들의 관 심을 끌 수 있도록 차별화 되게 만들어본다.
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의족 홍보 및 평가하기 [10/10]
모둠별로 자신이 디자인 한 의족을 홍보해보자.
홍보할 때 가장 중점을 두어야 될 부분은 무엇일까?
모든 모둠의 홍보가 끝나면 각자 본인이 가장 사고 싶은 의족포스터에 스티커를 붙 이도록 한다.
[준비물] 홍보포스터 ppt
[
TIP
]1. 홍보를 할 때 발표 분량을 나눠 설명이 막히거나 길어지지 않도록 시간 분배를 할 수 있도록 한다.
2. 설계한 의족의 장점과 단점을 잘 파악하고 특징을 두드러지게 홍보하고 자신감을 갖고 발표한다.
3. 홍보 후 설계한 의족에 대한 질의응답을 할 수 있도록 예상 질문을 생각해본다.
[준비물] 홍보포스터 ppt, 이젤, 스티커
평 가 하 기
스스로 평가하여 봅시다
평가 방법
평가
영역 평가기준 평 가
상 중 하
자기 평가
상황 제시
•과학기술의 발달에 대한 자신의 생각을 잘 표현하였는가?
•적정기술의 정의와 필요성에 대해 이해 했는가?
창의적 설계
•닭발 해부 실험을 통해 관절과 움직임 의 원리를 이해 했는가?
•손뼈의 구조와 골격의 구조를 정확히 이해했는가?
•로봇팔의 구조가 튼튼히 잘 설계되고 제작되었는가?
•황금비에 대해 설명할 수 있는가?
•인체의 황금비를 통해 의족 디자인에 적용할 수 있는가?
감성적 체험
•선정한 대상에 맞는 특징을 적용하여 설계하였는가?
•모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협 동적으로 활동이 이루어졌는가?
한정호 성문중학교 교사 윤상배 성문중학교 교사 홍인석 성문중학교 교사 함미현 광문중학교 교사 박수현 광문중학교 교사 이용민 광문중학교 교사
이석원 대경정보산업고등학교 교사 최정훈 한양대학교 교수
이한경 용인대학교 교수 최주선 경남대학교 교수 성낙훈 용인대학교 교수 성열관 경희대학교 교수 이환명 호서대학교 교수
과학기술 분야 주제별 융합형 프로그램 개발 바이오 - 중학교
발행처 : 교육부 창의과학재단 대경정보산업고등학교 발행일 : 2014년 1월
제작처 : 태성커뮤니케이션
이 책은 한국과학창의재단과 저작권자와의 계약에 따라 발행한 것이므로 반드시 교육용으로만 사용해야 하며, 사진 및 이미지는 저작권자와에 계약으로 인해 저자와 본 재단의 허락 없이는
