일상생활 속에서 전기가 없어진다면?

(1)

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(2)

일상생활 속에서 전기가 없어진다면?

지구의 생명체들은 형태는 다르지만 다양한 에너지를 이용하면서 생존한다. 특히 인류는 에너지를 조금씩 가공하면 서 편리하고, 빠르게 이용할 수 있는 형태로 변화시켰다. 우리가 이용하는 에너지의 형태는 역학적 에너지, 열에너지, 빛에너지, 소리에너지, 전기에너지 등이 있는데, 그 중 가장 에너지의 변환이 쉽고 멀리 전달하기 쉬운 것은 전기에너 지이다. 현재 전기를 이용한 전자제품이 다양하게 개발되어, 인류의 일상생활 속에 깊이 침투해 있고, 인류는 전기 없 이 생활할 수 없는 상태에 이르게 되었다. 이렇게 소중한 전기에너지의 양은 늘어나는 인간의 욕구를 만족하지 못하 고 한정되어, 다양한 문제가 발생될 수 있다. 다음은 전기에너지가 부족하여 발생한 어느 여름의 상황을 가상적으로 구성한 것이다.

“블랙아웃 때문에 끔찍한 여름의 하루”

2014년의 한 여름 산업통상자원부에서는 열대야가 지속되는 8월 중반까지 예비전력량이 위험단계까지 치솟을 것 이라고 예측하고 있다. 예비전력이란 발전소에서 생산한 전력 중 시민들이 사용하고 남는 전력을 의미한다. 그런데 예비전력이 마이너스가 되는 순간 우리는 최악의 현상을 보게 될 것이다. 바로 블랙아웃 현상이다. 소비전력이 예측 전력보다 높을 경우 송전선에 보내는 전압이 떨어지거나 차단되는데, 이로 인해 220V 60Hz를 사용하는 많은 전자 기기가 작동하지 않아 많은 사회적 문제와 비용을 발생시킨다. 다음 대화내용은 블랙아웃 현상이 발생했을 때 상황 을 대화로 나타낸 것이다.

<병원에서>

간호사 : 선생님!! 긴급한 상황입니다. 환자의 인공호흡기가 작동하지 않아요.

의 사 : 왜 이런 현상이 발생했죠? 지금 인공호흡기의 전기가 들어오지 않는데요?

간호사 : 갑자기 전기가 차단되더니 인공호흡기가 꺼졌어요.

의 사 : 환자의 뇌에 3분 이상 산소가 부족해지면 생명에 치명적일 수 있습니다. 빨리 자가발전시스템이 구축되 어 있는 대형병원으로 환자를 옮겨야겠어요.

간호사 : 알겠습니다. 바로, 구급차를 연결하도록 조치취하겠습니다.

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(3)

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<학교에서>

교 사 : 자~ 즐거운 과학실험 수업을 시작하도록 하겠습니다. 간단히 실험주의사항을 영상을 통해서 볼게요.

학 생 : 선생님, TV가 켜지지 않아요.

교 사 : 그러네요? 왜 그러지?

학 생 : 선생님 그런데 지금 많이 덥지 않아요? 아이들하고 같이 수업받기 매우 힘들어요.(땀을 많이 흘리며)

교 사 : 에어컨과 선풍기도 작동하지 않는군요. 좁은 교실에 많은 학생이 모여 있으니 더욱 교실의 온도도 높은데 큰 일 이 군요. 행정실에 연락해서 상황을 물어볼게요. 조금만 참아주세요.

학 생 : 네 알겠습니다. 근데, 선생님 너무 힘들어요.

<음식점에서>

요리사 : 오늘 아주 싱싱한 자연산 광어와 우럭이 아침에 완도에서 왔습니다. 손님 여러분 들어오셔서 드시고 가셔요.

손 님1 : 그래요? 오랜만에 쫄깃한 회나 먹어볼까?

손 님2 : 응, 그래~ 근데, 물고기가 아침에 왔다고 하는데 힘이 없고 수면위로 자꾸 올라오는데?

손 님1 : 그러네? 몇 마리는 죽은 애들도 있고.... 사장님 이것 아침에 온 것 맞아요?

요리사 : 네~ 새벽 4시에 제가 직접 가져왔습니다. 그런데 왜 그러지? 악~ 수조의 산소발생기가 작동하지 않네?

손 님1 : 그러네요. 물고기들이 용존산소가 부족해 수면위로 올라오고 몇 마리는 죽었어요.

요리사 : 죄송합니다. 오늘은 장사를 못하겠네요.

손 님2 : 안타깝지만 다음에 오겠습니다.

<가정에서>

엄 마 : 아들아, 방학이지만 오늘 점심은 외식을 해야겠구나.

아 들 : 네?

엄 마 : 전기가 안 들어와 밥솥에 쌀이 익지 않았어! 더구나 우리집은 가스레인지를 안 쓰고 전기레인지를 쓰는데, 밥을 할 수 있는 방법이 없구나.

아 들 : 어쩔 수 없죠. 악~ 그러면 컴퓨터도 안 되겠네요? 오늘 친구들과 오후 2시에 온라인 게임하기로 했는데....

엄 마 : 오히려 전기가 공급이 안 되니 그런 점은 좋구나. 이참에 방학공부 좀 하렴.

아 들 : 친구들과 놀기로 했는데... 에이 안 되겠다. 연락해서 나중으로 약속을 잡아야겠어요. 어머니 전화기도 안 돼요?

엄 마 : 당연하지! 우리집은 인터넷 전화기잖니? 네 핸드폰으로 해보렴.

아 들 : 배터리가 없어서 전화가 안 돼요. 전기가 없으니 너무 답답하구나.

(4)

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이러한 블랙아웃 현상을 예방하기 위한 방법은 무엇이 있을까? 첫째, 발전소를 더 많이 건설하는 방법이다. 하지만, 이 방법 은 국가 예산이 사용되기 때문에 고려해야할 점이 많다. 둘째, 전력예비량 경고시스템을 체계화하는 것이다. 전력이 많이 부족 해지면 정부 부처에서는 국민들에게 전력량 사용 자제 요청을 하고, 그래도 부족하게 된다면 사회적 손실이 가장 적은 부분부 터 전력을 차단하는 방법이다. 셋째, 자가발전시스템 또는 신재생에너지 발전시스템을 구축하는 것이다. 평소 발전시스템과 함께 한국전력 공사에서 제공하는 전력을 사용하다가, 비상시에는 신재생에너지를 활용하여 최소한의 필요한 전력을 사용하 는 것이다. 특히, 태양전지를 이용한 태양광발전은 여름철 가장 더울 때, 발전효율이 높으므로 효과가 있을 것이다. 지금까지 블랙아웃의 원인과 예시 상황, 예방방법에 대해 알아보았다. 블랙아웃은 우리국민 전체에게 사회적, 경제적 손실을 가져오므 로 평소 전기를 아껴 쓰는 습관을 갖도록 하는 것이 가장 중요하겠다.

전기에너지가 없다면 인류의 생존까지 위험해질 수 있을 정도로 의존도가 매우 크다. 그러면 이러한 전기에너지의 생산과정은 어떻게 될까?

출처 : 동아출판사 기술가정교과서

우리가 사용하는 대부분의 전기는 발전소에서 만들어진다. 발전소에서 여러 형태의 에너지를 이용해 터빈을 회전시키면 터빈의 회전력은 발전기에서 전기로 바뀐다. 현재 우리나라에서 가장 많이 사용하고 있는 발전 방식은 화력 발전이고, 그 다음이 원자력 발전, 수력 발전 순이다. 발전소에서 생산된 전기는 송전과 배전에 의해 공장이나 빌딩, 가정 등의 필요한 장소에 전달된다. 발전소 에서 생산된 전기를 주변의 배전 변전소까지 전달하는 과정을 송전이라 하고, 배전 변전소에서 가정이나 공장과 같이 필요한 곳에 나누어 보내는 과정을 배전이라 한다.

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전기가 이산화탄소(CO

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)를 발생시킨다?

발명왕으로 잘 알려진 에디슨과 달리 학생들에게 테슬라는 조금 낯선 인물일 것이다. 하지만 테슬라는 에디슨과 함께 효율 적인 전기에너지를 생산하기 위해 경쟁적인 관계에서 많은 노력을 하였고, 그로인해 인류는 편안하게 생활할 수 있게 되었 다. 전기는 크게 교류와 직류가 존재하며, 우리가 가정에 공급되는 전기는 모두 교류이다. 교류와 직류는 어떤 점이 다를까?

또한 교류와 직류의 장단점이 무엇이며, 교류 전기를 만들기 위해서는 어떤 과정이 필요할까?

사진 출처 : ebs 지식채널e (빛의 전쟁)

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1) 직류와 교류의 파형을 간단히 나타내볼까요?

2) 직류와 달리 교류는 어떤 특징이 있을까요?

3) 교류전류를 만들기 위해 어떤 과정이 필요할까요?

1-3 차시

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사용하는 가전제품의 전력량을 계산해보자.

가정에서 조사한 가전제품 5종류와 전력사용량을 기록해봅시다. 한 달 동안 사용한 전기에너지의 양은 얼마나 될까요? 전 력량으로 사용되는 W(와트)는 어떤 의미를 담고 있나요? 사용한 전력량은 비용이 얼마나 발생할까요? 조사한 자료를 바탕으 로 모둠원과 상의하면서 생각을 완성해보세요.

▶ 가정에서 조사한 자료를 바탕으로 문제를 해결해 보자.

1. 전기 요금 사용량을 나타내는 단위는 무엇인가?

2. 전기에너지를 구하는 방법을 탐구해 보고, 전기에너지의 단위를 말해 봅시다.

3. 전력량과 전기에너지를 구하는 공식과 단위를 알아봅시다.

4. 5종류의 가전제품에서 발생하는 전력량에 따른 전기세를 계산해 봅시다.

1-3 차시

가전제품 명칭 소비전력(W) 한 달 사용시간 (1일 평균 사용시간 ×30일)

전력 사용량(Wh) (소비전력×사용시간)

총 합계

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1-3

에너지를 사용하면 이산화탄소가 발생해요.

차시

여러분이 사용하는 전기에너지 및 석탄, 석유 등의 에너지는 이산화탄소가 발생합니다. 대기 중의 이산화탄소량을 일정하게 유지하기 위해서 나무를 얼마나 심어야 할까요? 만약 공기 중에 이산화탄소가 늘어나면 어떤 현상이 발생할까요? 또 지구 온난화 현상을 막기 위해 우리가 해야 할 일은 무엇일까요? 모둠원과 산림청에서 제공하는 탄소나무계산기 프로그램을 통해 같이 알아봅시다.

1. 산림청에서 제공하는 탄소나무계산기 프로그 램을 통해 가정에서 에너지 사용에 따른 CO₂ 가스 발생량을 계산해봅시다.

2. 발생하는 CO₂가스를 줄이기 위해 심어야 할 나무의 수는 몇 그루인가요?

3. CO₂ 발생량이 증가하면, 지구에 어떤 일이 발생할지 예측해 봅시다.

4. 지구 온난화 현상을 막기 위한 우리의 노력에는 어떤 것이 있을까요?

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우리가 사용하는 에너지는 어떤 특징이 있을까요?

인류는 지구에서 다양한 에너지원을 채취하여 사용하고 있습니다. 우리에게 꼭 필요한 에너지.... 인류가 이용하는 여러 에너지의 종류와 특징에 대해 알아볼까요? 모둠원과 제시된 자료를 분석하여 토의해봅시다.

▣ 에너지의 종류와 특징

1-3 차시

구분 종류

특징

장점 단점

비순환 에너지

석탄

•자원의 편재성이 적다.

•화석 에너지원 중 가장 풍부하다.

• 연료로 직접 이용할 수 있고 가스화 및 액화 등을 통해 변화가 가능하다.

• 다른 화석 에너지에 비해 단위 발열량 당 비용이 현저히 낮다.

•취급 및 저장 공간이 필요하다.

•재처리가 필요하다.

•매연 등 공해 문제가 발생한다.

•노동력의 확보가 요구된다.

석유

• 액체이기 때문에 개발과 취급이 간편 하다.

•열량이 높다.

•불순물이 적으며 연소 후 재가 없다.

•내연 기관의 연료로 사용하기 편리하다.

•화학 공업의 원료가 된다.

•지역적으로 심하게 편재되어 있다.

•자원이 한정되어 있다.

가스

•청정에너지이다.

•석유와 유사한 장점

•연소와 조정이 편리하다.

•관을 통해 공급되므로 운송이 편리하다.

•열효율도 높다.

•대도시의 대기 오염 방지에 적합하다.

•저장 및 수송상에 어려움이 있다.

•넓은 용지를 필요로 한다.

•가격이 비싸다.

우라늄 (원자력 에너지)

•저장 및 운송이 편리하다.

•질량당 에너지 발생량이 많다.

•방사능 물질의 안전성 문제

•폐기물 처리 등 환경 문제

순환 에너지

수력 에너지 •무공해성이다.

•발전 원가가 저렴하다. •지역적 제한성이 있다.

•넓은 면적이 필요하다.

•고도의 기술이 요구된다.

•시설 비용이 많이 든다.

•특수한 지역에서 활용한다.

태양열 •무공해성이다.

•특수한 목적 지역에 사용한다.

풍력 •무공해성이다.

•자원이 무한정성이다.

해양에너지 •자원을 재생한다.

지열에너지 •자원을 재생한다.

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▣ 화력, 원자력, 수력 발전소

▣ 핵분열과 핵융합

① 화력발전

석탄이나 석유, 가스를 연료로 하며 보일러에서 물을 끓여 만들어진 증기의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식

② 원자력발전

원자로 안에서 우라늄이 핵분열을 일으킬 때 생기는 막대한 열을 이용해 증기를 만들고 그 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식

③ 수력발전

댐을 만든 뒤 수로를 통해 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어지는 물의 힘으로 수차를 돌려 전기를 생산하는 방식

핵분열 핵융합

① 핵분열 : 하나의 원자핵이 쪼개지면서 두 개의 새로운 원자핵이 생겨나는 반응

② 연쇄 반응 : 저속 중성자를 흡수한 ²³⁵U는 핵이 분열하면서 2~3개의 고속중성자를 내놓는다.

① 핵융합 : 가벼운 몇 개의 원자핵이 핵반응으로 결합하여 무거운 원자핵으로 되는 반응

② 핵융합의 예 : 태양 중심에서 일어나는 핵융합 반응

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▣ 원자력 발전과 핵융합 발전

① 원자력 발전소의 구조와 계통도

*원자력 발전소*

② 핵융합 발전소의 구조와 토카막장치

< 가압수형 경수로 또는 가압수형 중수로 > < 비등수형 원자로 >

1차 계통 :

원자로 → 가압기 → 증기발생기 → 펌프 2차 계통 :

증기 발생기 → 터빈 → 복수기 → 펌프

계통 :

원자로 → 터빈 → 복수기 → 펌프

핵융합로에서 핵이 융합할 때 발생하는 막대한 에너지로 증기를 발생시키고 터빈을 돌려 전기에너지를 생산한다.

토카막 장치 : 핵융합 장치로서 자기장을 이용하여 플라즈마 를 담는 도너츠 모양의 용기로 한국에는 Kstar가 있다.

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▶ 탐구한 자료를 바탕으로, 다음 물음에 답해보자.

1. 순환에너지와 비순환에너지들의 공통적인 특징을 찾아보자.

2. 원자력발전소의 계통도를 그리고 주요 구성요소를 나열해보자.

3. 핵융합과 핵분열의 원리를 간단히 쓰고, 각각의 특징을 기록해보자.

가압수형 경수로(중수로) 비등수형 경수로

계통도

구성요소

핵융합 핵분열

원리

특징

순환 에너지 비순환 에너지

공통점

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신재생에너지는 무엇인가요?

앞서 학습한 에너지들은 우리가 가장 많이 이용하는 형태이지만, 많은 문제점이 발생하고 있어요. 이러한 문제점을 해결하 기 위한 대안으로 차세대 에너지원의 개발 필요성이 커지고 있습니다. 지구의 생명체가 공존할 수 있는 신재생에너지에 대해 모둠원과 제시된 자료를 분석하여 토의해봅시다.

▣ 신재생에너지의 종류와 특징

(1) 신재생에너지의 정의

신ㆍ재생에너지란 신에너지와 재생에너지를 합쳐 부르는 용어이다. ‘신에너지 및 재생에너지 이용ㆍ개발ㆍ보급 촉진법’제 2조에 의하면 신ㆍ재생 에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물 유기체 등을 포함하여 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 것이라고 정의한다.

① 신에너지 : 연료 전지, 수소 에너지, 석탄 액화ㆍ과학적 원리를 천연가스화 등 3분야

② 재생 에너지 : 태양 에너지(태양열, 태양광), 바이s오 에너지, 풍력 에너지, 수력 에 너지, 지열 에너지, 해양 에너지, 폐기물 에너지

(2) 신재생에너지의 종류와 특징

① 태양에너지

태양열 발전 태양광 발전

태양열을 이용하여 물을 끓이고, 열 에너지로 터빈을 돌려 발전하는 방식.

태양전지에 빛을 조사하면 광전효과에 의해 전기를 생산 하는 방식.

1-3 차시

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② 연료전지

③ 풍력발전기

④ 지열발전

⑤ 해양에너지

⑥ 생체에너지(Biomass)

연료 전지는 연료와 산화제를 화학 반응시켜 생기는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하여 얻는 직류 발전 장치

음극 : 양극 :

전반응 :

풍력을 기계적 에너지로 변환 후 다시 전기에너지로 바꾸어 주는 장치

지구내부 에너지의 열에너지를 이용하여 터빈을 돌려 전기에너지를 생산하는 방식

식물이나 미생물 등의 에너지원을 이용하는 에너지원 예) 발효과정의 메탄, 에탄올, 사탕수수의 에탄올

조력발전 조류발전 파력발전 온도차 발전

기조력에 의해 생긴 물의 위치에너지를 운동에너지도 변환하여 발전.

유속이 빠른 곳에 발전기를 설치하여 전기를 생산하는 방식.

파도에 의해 생긴 유체의 이동으로 터빈을 돌려 발전.

표층수와 심층수의 온도 차이를 이용하여 발전.

(14)

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▶ 탐구한 자료를 바탕으로, 다음 물음에 답해보자.

1. 신재생에너지의 공통된 특징을 찾고, 에너지 근원에 따라 분류해보자.

2. 우리 지역 주변에서 이용하는 신재생에너지는 어떤 것이 있는지 찾아보자.

3. 제로에너지 하우스 모형에 사용될 수 있는 신재생에너지의 종류와 이용형태를 찾아보자.

공통 특징

분류하기

에너지 근원 종류

1.

2.

3.

4.

태양복사에너지

지구내부에너지

달과 태양의 기조력

우리 주변의 신재생에너지 이용 형태

신재생에너지 이용 형태

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전기는 어떻게 만들 수 있을까요?

대부분의 신재생에너지는 전기에너지의 형태로 변환됩니다. 열에너지가 역학적 에너지로 변환되고, 결국 전기에너지로 변 환되어 가정에 들어오게 됩니다. 그럼 기계적 에너지가 전기에너지로 변환되는 과정을 같이 탐구하여 볼까요?

(1) 실험재료

에나멜선(0.1mm~2mm) 1kg, 라이터(캔들 라이터), 막대자석 2개, 회로시험기 또는 검류계, 집 게전선 4개(빨2개, 검2개), 필름통

(2) 실험과정

1. 에나멜선을 필름통에 100번, 200번 2개씩 감고, 양 끝을 라이터로 태운다.

2. 에나멜선, 회로시험기(검류계)로 이 루 어 진 회 로 도 를 완 성 한 다 . (검류계는 0점 조절은 한다.)

3. 100번, 200번 감은 코일에 한 개의 자석을 같은 속도로 움직이고 이때 발생하는 전류량을 측정한다.

4. 200번 감은 코일 2개를 준비하고 한쪽은 한 개의 자석을 다른 쪽은 두 개의 자석을 같은 속도로 움직이고 이때 발생하는 전류량을 측정한다.

5. 200번 감은 코일 2개를 준비하고 한 개의 자석을 이용하여 서로 다른 속도로 움직이고, 이때 발생하는 전류량을 측정한다.

6. 실험 결과를 기록하여 코일의 감은 수, 자석이 움직일 때 걸리는 시간, 자석의 세기의 관계를 수식으로 정리한다.

1-3 차시

(16)

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(3) 실험보고서 양식(1)

탐구

목표 코일의 감은 수, 자석이 움직이는 시간, 자석의 세기의 관계를 나타낼 수 있다.

준비물 에나멜선(0.1mm~2mm) 1kg, 라이터(캔들 라이터), 막대자석 2개, 회로시험기 또는 검류계, 집게전선 4개(빨2개, 검2개), 필름통

실험과정 및 유의사항

가 설 : 통제변인 : 조작변인 :

실험과정 :

- 코일을 100번, 200번 감고 끝 부분을 라이터로 태운다.

- 회로시험기와 연결하여 회로를 완성한다.

- 2개의 자석으로 100번 코일, 200번 코일에 같은 속도로 움직여 본다.

- 이때 발생하는 최고 전압을 측정하여 기록한다.

- 각각 3회 측정하여 평균을 구한다.

- 코일 감은수와 기전력의 관계를 표시한다.

결과분석 및 모둠토의

100번 감은 코일 200번 감은 코일 1차 실험값

2차 실험값 3차 실험값 평균 값

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탐구

실험과정 :

- 코일을 200번 감고 끝 부분을 라이터로 태운다.

- 2개의 자석으로 200번 코일에 속도를 달리 하여 움직여 본다.

빠르게 움직일 때 천천히 움직일 때 1차 실험값

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탐구

실험과정 :

- 코일을 200번 감고 끝 부분을 라이터로 태운다.

- 1개의 자석으로 200번 코일에 일정한 속도로 움직여 본다.

- 2개의 자석으로 200번 코일에 일정한 속도로 움직여 본다.

자석 1개를 쓸 때 자석 2개를 쓸 때 1차 실험값

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학습내용 정리 및 생각 공유하기

학습한 내용을 여러 친구들 앞에서 공유하며, 자신의 생각을 정교하게 다듬어 봅시다. 친구들이 발표할 때에는 경청하며, 비난 보다는 개선할 점을 찾아주는 시간이 되도록 합시다.

- 발표내용 -

1. 우리가 가정에서 이용하는 에너지는 어떤 종류가 있나요?

2. 특히 전기에너지는 어떤 과정에 의해서 가정으로 오나요?

3. 핵분열 발전과 핵융합 발전의 특징은 어떤 것이 있나요?

4. 위의 에너지 사용에 따른 문제점은 무엇이고, 신재생에너지의 중요성은 무엇인가요?

5. 패러데이 법칙의 요소는 무엇인가요?

1-3 차시

모둠이름

생각 공유하기

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점

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학습 평가하기

모둠원과 학습한 과정 중 자신의 수업태도 및 학습분량, 창의성을 평가해봅시다. 모둠원의 아이디어에 개선할 점을 안내해 주고, 격려해줍시다.

- 수업 되돌아보기 -

※ 스스로를 정직하게 평가하고, 다음 수업을 준비해봅시다.

첫째 가정에서 사전조사(전자제품의 종류 및 전력량)를 실시하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

둘째 모둠원과 함께 학습에 집중하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 전기에너지의 단위와 발생과정을 이해하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 패러데이 법칙의 실험설계를 우수하게 진행하였고, 관계식을 이해하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

수업시간에 힘들었던 점은 무엇인가요?

1-3 차시

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에너지 공학과(공학계열_에너지공학과)

▶ 개요

에너지공학은 에너지를 효율적으로 획득하고 사용할 수 있도록 에너지 자원을 공학적으로 연구하는 학문입니다. 에너 지공학과에서는 에너지를 과다하게 생산할 경우 일어날 수 있는 사회・환경적인 문제들을 해결하기 위한 방법을 공부 하며, 이를 통해 에너지공학의 발전에 기여할 전문기술 인력을 양성합니다. 원자력, 화력 등 각종 에너지 자원의 생산과 이용을 연구하며, 에너지의 중요성이 더욱 커지면서 관련 분야가 점차 확대되고 있는 추세입니다.

▶ 적성 및 흥미

에너지공학과를 공부하기 위해서는 화학, 물리, 수학 등 기초과학에 대한 관심과 지식이 우선입니다. 정밀함이 필요한 실험・실습이 많으므로 꼼꼼하고 차분한 성격이 요구됩니다.

▶ 관련학과

관련학과로는 에너지환경시스템공학과, 원자핵공학과, 신재생에너지공학과, 에너지자원공학과, 원자력공학과, 수소에 너지공학과, 환경에너지학과가 있습니다.

▶ 주요교과목

에너지공학과는 석유, 가스 등의 전통적인 에너지에서부터 바이오에너지, 천연에너지, 대체에너지 등 다양한 에너지자 원의 개발 및 생산, 이용 그리고 친환경 에너지 연구, 방사성폐기물처리 등을 공부합니다. 에너지는 화학공학, 환경공학, 전기전자공학 등과도 많은 관련을 맺고 있어 학문의 연계성이 긴밀합니다. 원자력공학과에서는 원자핵에서 방출되는 방 사선 등을 에너지로 활용하기 위한 방안을 탐구하며 원자력발전소와 관련한 계측제어기술, 발전소 가동 및 감시진단 등 을 연구합니다.

* 기초과목 : 자원처리공학, 암석역학, 지질공학, 원자력입문, 원자로실험실습, 핵공학설계, 신재생에너지, 지하수공학

* 심화과목 : 에너지환경공학, 에너지경제학, 자원처리공학실험, 미래에너지, 방사선공학, 방사성동위원소이용

▶ 취득자격/면허

- 국가자격 : 원자로조종사면허, 방사성동위원소취급자일반면허, 핵연료물집취급면허, 원자력기사, 방사선비파괴검사 기사

▶ 진출분야

- 기업체 : 에너지산업 관련 회사, 신재생에너지 관련 회사 정부 및 공공기관 : 한국원자력안전기술원, 한국에너지기 술연구원, 한국가스공사, 한국전력, 한국수력원자력, 한국원자력연료주식회사

다음차시 4-6

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▶ 진출직업

▶ 취업현황

* 자료: 한국교육개발원 교육통계DB (2013년 6월) 재인용

* 취업률(%) = 취업자 / (졸업자 - (진학자 + 기타)) X 100

▶ 관련학과 개설대학

출처 : http://www.work.go.kr(한국직업정보 시스템) 건축안전기술자

공학계열교수 발전설비기술자

변리사

비파괴검사원 산업안전원 에너지 시험원 에너지 시험원

에너지 시험원 에너지공학기술자 에너지진단전문가 원자력공학기술자

위험관리원 전기안전기술자 폐기물처리기술자

구분 학과/전공 재적생(명) 졸업생(명) 취업자(명) 진학자(명) 기타(명) 취업률(%)

대학 에너지공학 5,924 534 249 140 4 64

전문

대학 광학ㆍ에너지 661 70 51 2 2 77

상지대학교 부산대학교 동신대학교 광주대학교

위덕대학교 경북대학교 경일대학교 경주대학교

중원대학교 금오공과대학교 한국산업기술대학교 경남과학기술대학교

단국대학교 우석대학교 제주대학교 한양대학교

경북대학교 경상대학교 상명대학교 경상대학교

한국교통대학교 중앙대학교 부산대학교 동아대학교

부경대학교 서울대학교 세종대학교 인하대학교

전남대학교 조선대학교 한국해양대학교 관동대학교

경북대학교 인천대학교 동서대학교 경희대학교

세종대학교 조선대학교 한양대학교 한국과학기술원

부산대학교 단국대학교 서울대학교 위덕대학교

전북대학교 계명대학교 대구카톨릭대학교 제주국제대학교

한국국제대학교 울산과학기술대학교 청주대학교 고려대(세종)

경기대학교 명지대(수원) 안양대학교 전남대학교

세종대학교 경주대학교

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▶ 직무개요

광전효과를 통해 태양광으로부터 전기에너지로 변환시키기는 발전방식을 연구하고 개발한다. 이를 위해 햇빛의 파장 에 노출되었을 때 전기를 발생시키는 반도체나 희토류 금속, 인공감응 도료 등의 물질을 이용한 태양전지 소재와 발전시 스템을 연구・개발한다.

▶ 수행직무

* 태양광발전의 핵심기술인 태양전지(박막전지 등)인 셀의 소재 개발과 설계를 담당한다.

* 태양전지 모듈 연구를 비롯하여 관련 생산설비를 연구하고 개발한다.

* 생산된 전력을 전환하는 인버터와 저장하는 축전지 등의 전기장치를 연구하고 개발한다.

* 태양추적 장치를 통해 태양광 발전의 효율을 높이기 위한 발전시스템을 개발하여 실용화한다.

* 원자재 개선 및 다른 신재생에너지와의 접목을 통해 태양광 모듈의 출력 효율을 높이기 위한 연구도 한다.

▶ 필요 기술 및 지식

태양광을 통해 신재생에너지를 생산하는 시스템을 연구하고 개발하기 위해서는 여러 전공이 필요하다. 특히, 광전효 과를 일으키는 물질과 관계가 있다 보니, 전기전자뿐만 아니라 신소재 분야와 밀접한 관계가 있다. 태양광발전연구 및 개 발자의 경우 화학공학, 전기전자공학, 재료공학, 신소재공학 등에 대한 전문적인 지식과 시뮬레이션 장비를 다루는 기술 이 필요하므로 입직 시에 최소 학사이상의 학력이 필요하다. 또한 신기술 변화에 대한 지속적인 관심과 창의적인 사고, 새로운 기술 연구에 대한 도전정신 등이 요구된다.

▶ 임금

태양광발전연구 및 개발자 하위(25%) 3,000만원, 평균(50%) 4,074만원, 상위(25%) 4,500만원

▶ 직업만족도

태양광발전연구 및 개발자에 대한 직업 만족도는 79%(백점 기준)입니다.

▶ 일자리전망

향후 5년간 태양광발전연구 및 개발자의 고용은 증가할 전망이다. 2020년 국내에서 배출할 온실가스양(배출 전망치) 대비 30%를 줄일 것을 온실가스 감축 목표로 확정함에 따라 에너지 생산회사를 중심으로 발전량의 일정 부분을 신재생 에너지로 전환하고 있다. 대규모 발전사업자에게 총발전량에서 일정 비율 이상을 신재생에너지로 공급하도록 의무화함 에 따라 태양광발전 시스템의 수요도 촉진할 것으로 보인다. 또한 지구온난화 방지 대안으로 고효율 저에너지 친환경 건 축 규제가 강화될 것으로 전망되는 가운데 건설업체들은 신재생에너지를 생산하는 태양광발전 시스템을 건축물에 설치 하면서 태양광 발전 분야의 일자리 수요를 견인하고 있다. 또 태양광 원천소재를 비롯하여 태양전지, 태양모듈 등의 수 요가 증가하면서 관련 연구개발 인력의 수요도 증가할 전망이다.

<조사년도: 2014년>

출처 : http://www.work.go.kr(한국직업정보 시스템) 다음차시

4-6

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▶ 직무개요

풍력발전소에서 풍력발전시스템의 발전상태, 이상상태 등을 모니터링 하고 정기적인 정비 업무를 수행하는 등 풍력발 전소의 운영을 담당한다

▶ 수행직무

* 일정표에 따라 풍력발전시스템의 작동상태를 체크한다.

* 풍력발전시스템의 오작동 혹은 문제발생 시 시스템의 구성품을 수리하거나 교체한다.

* 정기적인 정비 업무를 수행하고 간단한 기계결함의 경우 자체수리를 하기도 한다.

* 주요 핵심부품의 마모나 결함의 경우 상부에 보고하여 후속조치를 취한다.

풍력발전시스템을 운영관리하기 위해서는 전기, 전자, 유압장비 등에 관한 지식이 있어야 하므로 전문대학 이상에서 전기, 전자, 기계(메카트로닉스)관련 전공을 이수하면 유리하다. 또한 풍력발전시스템 생산 업체에서 제공하는 풍력발전 관련 교육을 이수한 후 진출하기도 한다. 풍력발전소의 특성상 도시와 떨어진 해안 및 산간지방 등에서 근무하는 경우가 많다.

▶ 임금

풍력발전시스템운영관리자 하위(25%) 3,300만원, 평균(50%) 3,846만원, 상위(25%) 4,300만원

▶ 직업만족도

풍력발전시스템운영관리자에 대한 직업 만족도는 76.42%(백점 기준)입니다.

▶ 일자리전망

향후 5년간 풍력발전시스템운영관리자의 고용은 현 상태를 유지할 전망이다. 바람의 힘을 전기 에너지로 바꾸는 풍력 발전을 하기에 효율적인 지역이 우리나라에 많다. 풍력발전은 공해를 발생시키지 않는 친환경적인 성격과 대체에너지의 세계적 관심으로 해외수출의 가능성이 크며 풍력발전단지를 관광자원으로 활용할 수 있어 지자체를 중심으로 풍력발전 에 대한 기대가 높았다. 하지만 국내는 풍력발전의 사업성 부족을 이유로 기업들이 사업을 포기하기도 하고 정부의 지원 정책이 부족해 이전만큼 밝은 전망을 기대하기 어려운 상황이다. 실제로 국제 유가 하락에 따른 국내 매전단가의 하락으 로 많은 대기업과 중소기업의 사업시장이 위축되고 있다. 또한 경기침체의 영향으로 일자리의 급격한 증가는 기대하기 어려운 상황이어서 당분간은 현 상태를 유지하는 선을 보일 전망이다.

<조사년도: 2013년>

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레오나르도 다빈치처럼 발명품을 그려볼까?

레오나르도는 미술뿐만 아니라 과학에서도 매우 뛰어난 재능을 보여 예술가, 과학자, 공학자 등 다양한 수식어가 따라다닙 니다. 레오나르도는 자신이 생각한 아이디어를 작은 종이에 깨알처럼 적기를 좋아하였으며, 자신의 아이디어를 다른 사람이 도용하지 못하도록 거울에 비춰보아야만 해독할 수 있도록 좌우를 바꾸어 쓰기도 하였습니다. 그는 또 아이디어를 문자로 표 현하기에는 분명한 한계를 보이기 때문에 많은 스케치를 그렸고, 오늘날 우리가 이용하는 다양한 기계에 적용되었습니다. 우 리도 레오나르도 다빈치처럼 스케치를 그려볼까요?

그림출처 : ebs 배움너머(모나리자의 근육)

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1) 다빈치는 왜 스케치를 많이 그렸고 이것이 우리에게 시사하는 점은 무엇일까요?

2) 사물을 스케치하기 위해서 가장 필요한 능력은 무엇일까요?

3) 아이디어를 타인에게 잘 설명하기 위한 방법은 무엇일까요?

4-6 차시

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원하는 사물의 형태를 표현하자.

아이디어를 타인에게 전달하기 위해서는 문자보다 그림이 가장 확실한 방법입니다. 그림은 많은 정보를 가장 짧은 시간 안 에 전달할 수 있어 많은 발명가들이 이용하고 현재에도 쓰이고 있습니다. 나만의 아이디어를 효과적으로 전달하기 위한 스케 치 방법은 무엇일까요? 친구들과 같이 학습해봅시다.

그림 출처 : ebs 배움너머(모나리자의 근육)

① 스케치의 뜻 : 스케치란 일반적으로 어떤 자리에서 자신이 느낀 대체적인 인상을 그림이나 글 또는 악보로 간단하게 나타내는 작업을 통틀어 일컫는 말이다. 특히, 미술과 건축 부분에 있어서는 어떤 대상이나 머릿속에 떠오르는 이미지를 자세히 그리지 않고 윤곽만 개략적으로 그리는 것을 뜻한다.

② 스케치선 그리기

4-6 차시

다빈치의 스케치

스케치 선 그리기 수평선 긋기 수직선, 빗금 긋기

연필은 그리는 선이 보이도록 조금 윗부분을 가볍게 잡아 손이 자유롭게 움직이도록 하며, 짧은 선은 손가락 또는 손목, 긴 선은 팔꿈치 또는 어깨를 지점으로 하여 긋는다.

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원호 그리기, 원 그리기

곡선 그리기

정투상도 등각투상도 사투상도

정투상법은 서로 다른 방향에서 투상된 몇 개의 투상도를 조합하여 3차원의 물체를 2차원의 평면 위에 정확하게 표현하는 방법이다.

등 각 투 상 도 는 물 체 의 정면, 평면, 측면을 하나의 투 상 도 에 서 동 시 에 볼 수 있도록 그린 투상도로, 직각 좌표계의 세 좌표축이 서로 120°를 이룬다.

사투상도는 물체의 정면을 실제 치수로 그리고 한쪽으로 경사지게 투상하여 입체적으로 나타낸 것을 말한다

③ 투상법

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[학습활동지1] 정투상도 3면도로, 등각 투상도를 그리세요.

자료출처 : 제도교과서

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[학습활동지 2] 정투상도 3면도로, 등각 투상도를 그리세요.

자료출처 : 제도교과서

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제로에너지 하우스를 알아보자.

가정에서는 빛에너지, 열에너지, 소리에너지 등 다양한 형태로 에너지를 이용합니다. 이러한 에너지를 효율적으로 사용하 기 위해서 고안된 집이 제로에너지 하우스입니다. 에너지 사용료를 아껴주고, 더불어 환경오염도 막을 수 있는 제로에너지 하 우스에 대해 알아볼까요?

▣ 제로에너지 하우스

제로에너지하우스는 수동적인 집(Passive house)과 능동적인 집 (Active house)을 합친 개념이다. 액티브 하우스는 태양열 흡수 장치 등 을 이용하여 외부로부터 에너지를 끌어 쓰는 데 비하여 패시브 하우스는 집안의 열이 밖으로 새나가지 않도록 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않고도 실내온도를 따뜻하게 유지한다.

구체적으로 제로에너지 하우스는 에너지를 절약하는 집으로 사용하는 에너지량이 단위면적당 10[W] 이하인 집을 말한다. 전 차시에서 학습한 탄소배출량 계산프로그램을 이용하면 가정에서 얼마나 많은 탄소량을 줄일 수 있는지 알 수 있을 것이다.

먼저 패시브 하우스(Passive House)에 대해 살펴보면, 주택 전체가 에너지의 유출을 차단하기 위한 구조임을 확인할 수 있 다. 모든 계절에 태양은 동쪽 방향에서 떠서 낮에 남중하고, 오후에는 서쪽 방향으로 진다. 이때 태양복사에너지를 가장 많이 받으려면 창을 남쪽으로 만들어야 할 것이다. 이렇듯 패시브하우스는 태양복사에너지를 가장 많이 받기 위해 기본적으로 남 향집으로 건축하고, 붙박이 창을 가능한 많이 만들어 실내에 태양복사에너지가 유입되도록 유도한다. 또한 열의 유출을 차단 하기 위해 2중 또는 3중의 유리창을 설치하고, 스티로폼 등과 같은 단열재를 벽사이에 넣어 열을 보존하는 건축기법을 사용 한다. 그리고 유리창 틈새, 문 틈새 등으로 새어나갈 수 있는 열을 차단하기 위한 다양한 건축 재료를 사용한다. 마지막으로 폐열회수형 환기장치는 추운 겨울 바깥의 차가운 공기가 내부의 따뜻한 공기의 열을 흡수하여 가정에 유입됨으로 인해 환기 효과와 에너지 절약의 두 마리 토끼를 한 번에 잡을 수 있다. 하지만 건축비가 일반 단열공사에 비해 많이 소요되므로 건축비 를 산정할 때 주의해야할 것이다.

마지막으로 액티브 하우스(Active House)는 에너지를 보존하는 것과 더불어 에너지를 만드는 주택을 의미한다. 태양전지를 활용한 하이브리드 전력시스템, 태양열을 이용한 온수ㆍ난방의 사용, 지열에너지를 이용한 온수ㆍ난방, 풍력발전기를 이용한 전력생산 등 신재생에너지를 이용한 다양한 주택이 있다. 이것 역시 에너지를 절약할 수 있지만, 건축 시공비가 많이 들기 때 문에 건축을 할 때 이 점을 고려해야할 것이다.

4-6 차시

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▶ 영상과 탐구한 자료를 바탕으로, 다음 물음에 답해보자.

1. 수동적인 집(passive house)와 능동적인 집(active house)의 정의는 무엇인가요?

2. 가정에서 수동적인 집(passive house)와 능동적인 집(active house)의 요소를 찾아보자.

3. 제로에너지하우스(Zero Energy House)의 장점과 단점을 기록해보자.

장점 단점

수동적인 집(passive house) 능동적인 집(active house)

구성 요소

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창의적인 제로에너지 하우스 요소 찾기

아이디어를 그리기 전에 많은 아이디어를 생산하고, 선택하는 과정은 매우 중요합니다. 또한 한명의 생각보다 여러명이 모인다면 더 좋은 아이디어를 만들 수 있어요. 모둠 구성원과 창의적인 제로하우스를 만들기 위한 아이디어를 찾아보고, 선택해 봅시다.

[학습활동지 1] 창의적인 제로하우스를 만들기 위한 아이디어를 찾아보세요.

4-6 차시

아이디어 생산하기

‘Zero energy house’ Brain Storming

1. 아이디어 창조하기(Creative idea) : 이름을 쓰고, 아이디어를 기록하세요.

name : name : name : name :

2. 아이디어 개선하기(Development Idea) : 창출된 아이디어의 개선할 점을 찾아보세요.

3. 기타사항(etc.) 팀명 ^•팀명

•팀명의 의도

역할분담

팀원 역할(명칭) 팀원 역할(명칭)

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[학습활동지 2] 찾아낸 아이디어 중 모형에 적합한 아이디어를 골라 분류해보세요.

아이디어 선택하기

‘Zero energy house’ PMI(Plus, Minus, Interesting)

1. 아이디어 정리하기 : 찾아낸 아이디어에서 긍정적, 부정적, 흥미로운 요소를 간단히 써보세요.

긍정적인 요소 부정적인 요소 흥미로운 요소

2. 아이디어 선택하기 : 가장 적합한 아이디어를 골라 적어보세요.

3. 아이디어 간단히 그리기 : 최적의 아이디어를 간단히 스케치해 보세요.

팀명 ^•팀명

•팀명의 의도

역할분담

팀원 역할(명칭) 팀원 역할(명칭)

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[학습활동지 3] 산출된 제로하우스의 구성요소 중 Passive House 요소와 Active House 요소를 찾아 마인드 맵 그려보세요.

‘Zero energy house’ Mind Map

학 번 이 름

일 시 장 소

팀 원

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학 번 이 름

날 짜 확 인

‘제로에너지 하우스’ 설계도면(스케치) 작성하기

건축물을 만들기 위해서는 여러 사람이 힘을 모아 집을 짓기 때문에 누구든지 알아볼 수 있도록 도면을 그리는 것이 매우 중요합니다. 우리는 건축가처럼 전문적인 기호를 써가며 할 수는 없지만, 자신이 제작할 산출물을 완성할 수 있도록 도면(스 케치)을 완성해보세요.

4-6 차시

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학습내용 정리 및 생각 공유하기

- 발표내용 -

1. 스케치를 하는 목적은 무엇인가요?

2. 투상법의 종류와 방법은 무엇인가요?

3. 나만의 ‘제로에너지 하우스’ 요소에는 무엇이 있나요?

4. 나만의 ‘제로에너지 하우스’ 설계도면을 발표해봅시다.

4-6 차시

모둠이름

생각 공유하기

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점

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학습 평가하기

- 수업 되돌아보기 -

첫째 모둠원과 함께 학습에 집중하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

둘째 원하는 사물을 투상법을 이용하여 그릴 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 모둠 구성원과 창의적인 아이디어를 제시하고, 선택하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 ‘제로에너지 하우스’ 도면(스케치)이 산출물을 제작할 수 있을 정도로 자세한

가요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

수업시간에 힘들었던 점은 무엇인가요?

1-3 차시

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산업디자인학과 (예체능계열_산업디자인학과)

▶ 학과소개

산업디자인학은 조형예술, 과학기술, 인문학의 성격을 공유하는 종합적인 학문으로 제품의 디자인 개발을 주도하는 관 련된 지식과 방법을 다룹니다. 디자인 분야에서 가장 광범위한 중심 학문으로 제품디자인과 시각전달디자인을 중심으로 한 이론과 실기를 공부합니다.

▶ 적성과 흥미

다양한 분야의 예술과 사상을 접하여 안목을 넓히는 것이 좋고 남다른 미적 감각과 감수성, 창의력, 표현력이 필요합 니다. 새로운 아이디어를 창출하기 위해서는 끊임없는 호기심과 관찰력이 중요합니다. 최종 작업물을 완성해내는 끈질 긴 근성과 꼼꼼함이 필요합니다. 사람들이 관심을 가지는 최신 트렌드를 읽어내고 이를 디자인에 적용할 수 있는 능력이 요구됩니다.

▶ 관련학과/교과목

관련학과로는 산업디자인학과, 산업디자인전공, 산업정보디자인학부, 생산디자인전공 가 있습니다.

▶ 주요교과목

산업디자인학과는 제품디자인과 시각전달디자인을 중심으로 한 이론과 실기를 공부하며 합니다. 디자인의 기초지식 과 컴퓨터를 활용한 디자인기법을 익히고, 디자인 문화, 디자인 기획, 디자인 과학과 기술 등에 대한 교과목을 배웁니다.

* 기초과목 : 기초디자인, 컴퓨터와 디자인, 디자인제도, 디자인과 사회, 디자인의 역사, 색채와 생활, 환경디자인과 인 간, 서양미술사, 공간조형 연습

* 심화과목 : 디자인방법론, 3D디자인, 공공시설물디자인, 제품디자인, 공간디자인, 디스플레이디자인, 환경디자인, 미 디어디자인, 디자인공학, 디자인마케팅, 재료 및 가공학, 인간공학

▶ 취득자격

- 국가자격 : 게임그래픽전문가, 게임기획전문가, 멀티미디어콘텐츠제작전문가, 보석가공기능사, 시각디자인기사, 실 내건축기사, 웹디자인기능사, 제품디자인기사, 제품응용모델링기능사, 컴퓨터그래픽스운용기능사, 컬러리스트기사 외국자격 : ACE, ACS, ACTP

▶ 진출분야

자동차제조업체, 멀티미디어업체, 이벤트업체, 문구・완구업체, 3D업체, 게임 및 캐릭터개발업체, 공간디자인업체, 디 지털제품・팬시제품・가구・조명 관련 라이프스타일 디자인업체, 조선・의료기・산업장비・플랜트・환경・색채 관련 산업기기디자인업체, 디스플레이디자인사무소, 가구관련회사, 조명관련회사, 광고기획사 등

다음차시 7-10

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▶ 진출직업

가구디자이너, 게임그래픽디자이너, 게임기획자, 광고 및 홍보사무원, 광고디자이너, 디자인강사, 시각디자이너, 신발 디자이너, 영상그래픽디자이너, 예능강사, 예체능계열교수, 웹디자이너, 일러스트레이터, 자동차디자이너, 제품디자이너, 조명디자이너 , 주얼리디자이너, 출판물편집자, 캐릭터디자이너, 컬러리스트, 포장디자이너, 학예사(큐레이터), 한지 공예 가, 홍보전문가, 휴대폰디자이너 등의 직업이 실무종사자들의 설문조사결과자료와 관련이 있습니다.

▶ 취업현황

* 자료: 한국교육개발원 교육통계DB (2013년 6월) 재인용

* 취업률(%) = 취업자 / (졸업자 - (진학자 + 기타)) X 100

▶ 관련학과 개설대학

출처 : http://www.work.go.kr(한국직업정보 시스템)

구분 학과/전공 재적생(명) 졸업생(명) 취업자(명) 취업률(%)

대학 에너지공학 10,415 2,157 985 48

전문대학 광학ㆍ에너지 3,442 1,675 712 46

동아대학교 원광대학교 국민대학교 부경대학교

한밭대학교 조선대학교 한국기술대학교 강원대학교

경동대학교 부산대학교 서남대학교 서울과학기술대학교

한남대학교 세한대학교 명지대학교(자연) 상지대학교

홍익대학교 울산대학교 인제대학교 동서대학교

가천대학교 공주대학교(천안) 계명대학교 대구카톨릭대학교

성신여자대학교 숙명여자대학교 전북대학교 건국대학교

동덕여자대학교 이화여자대학교 전주대학교 중앙대학교

한국교통대학교 한북대학교 가천대학교(메디컬) 경기대학교

경남대학교 경희대학교 광주대학교 군산대학교

극동대학교 대구대학교 동명대학교 동신대학교

동아대학교 동의대학교 목원대학교 상명대학교

서울시립대학교 서울여자대학교 세명대학교 세종대학교

신라대학교 중부대학교 중원대학교 창원대학교

청주대학교 한국과학기술원 한서대학교 호남대학교

호서대학교 제주대학교 강남대학교 경일대학교

연세대학교(원주) 영남대학교 한동대학교 서경대학교

영동대학교 송원대학교 건양대학교 동서대학교

공주대학교(천안) 경성대학교 신라대학교 협성대학교

대진대학교 한국국제대학교 공주대학교 한양대학교

홍익대학교(세종)

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▶ 직무개요

건축가의 지휘 하에 건축물이 실제 건설될 수 있도록 설계도면을 그리고 작성한다.

▶ 수행직무

* 기본개념, 스케치, 공학적 계산, 명세서 및 기타 자료로부터 설계 및 도면, 다이어그램이나 레이아웃을 전개하여 작 성한다.

* 건축재료, 엔지니어링 실무 및 수학지식을 도면에 그린다.

* 컴퓨터지원설계(CAD: computer aided design) 및 드래프팅 스테이션을 조작한다.

* 설계 스케치를 전개하고 작성한다.

* 설계도면이 명세서 및 설계 자료와 일치하는지, 틀린 곳이 없는지 점검하기 위해 도면을 검사한다.

건축 및 토목캐드원이 되기 위해서는 제도에 대한 지식과 CAD, 3D맥스, 포토샵 등의 프로그램 기술 등이 필요하기 때 문에 관련 교육을 이수하는 것이 필요하다. 전문대학 및 대학교의 건축학과, 기계공학과, 의상학과 등 설계・디자인이 필 요한 학과에는 컴퓨터제도와 관련한 커리큘럼이 개설되어 있으며, 실업계고등학교의 기계관련학과 등을 졸업하여 진출 하기도 한다. 이밖에 직업전문학교, 사설 교육기관에서 기계제도, 건축제도, 인테리어제도 등으로 세분된 교육과정을 이 수한 후 컴퓨터제도사의 업무를 수행할 수 있다. 관련 자격 및 면허로는 한국산업인력공단에서 시행하는 건축제도기능 사, 토목제도기능사, 기계제도기능사, 전산응용조선제도기능사, 전산응용토목제도기능사, 전산응용기계제도기능사, 전산 응용건축제도기능사, 섬유제도디자인기능사 등의 국가기술자격이 있고, 가구설계제도사, 기계설계제도사 등의 공인민간 자격도 있다. 채용시에는 보통 캐드작업을 하는 실기테스트를 치르며 포트폴리오 제출을 요구한다. 주로 건축설계사무 소, 조경설계사무소, 인테리어디자인업체, 엔지니어링사무소 등 다양한 분야로 진출한다.

▶ 임금

건축 및 토목캐드원 하위(25%) 3,000만원, 평균(50%) 3,866만원, 상위(25%) 4,500만원

▶ 직업만족도

건축 및 토목캐드원에 대한 직업 만족도는 68%(백점 기준)입니다.

▶ 일자리전망

향후 5년간 건축 및 토목캐드원의 고용은 다소 감소할 것으로 전망된다. 건축, 토목, 전자, 전기, 기계, 그래픽, 디자인, 실내장식, 광고 등 다양한 분야의 제작 및 생산과정에서 설계도면이 반드시 필요한데, 이 설계도면이 캐드작업으로 제작 된다. 캐드의 활용 분야가 다양한 만큼 이를 전문적으로 수행하는 캐드원의 수요는 지속될 것으로 보인다. 다만, 건설, 기 계 등의 분야에서는 설계도면의 표준화로 작업의 효율성이 향상되면서 관련 업체에서는 인력을 최소화하려는 경향을 보 이고 있다. 과거 캐드원이 캐드작업을 전담하는 것과는 달리 요즘은 기술자, 설계자, 디자이너들이 본인의 고유 업무를 수행하기 위해 캐드 업무를 병행하는 경우가 많아지면서 캐드원의 업무가 줄고 있다. 별도로 캐드원을 고용하지 않는 업 체가 늘어나고 있으며, 향후 캐드 관련 직무가 단순 업무가 되어 캐드 업무를 하나의 직업으로 활용하는 전문인력은 줄 어들 수 있다. 낮은 수준의 기술을 요구하는 캐드원은 이미 시장에서 포화상태에 이르렀으며, 특히 기술 발달로 캐드 관 련 새로운 프로그램이 꾸준히 개발되면서 캐드원 1인당 생산성이 높아지고 있는 것도 캐드원의 일자리에 부정적인 영향 을 미칠 것으로 전망된다.

<조사년도: 2014년>

7-10

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▶ 직무개요

인테리어디자이너는 주택, 사무실, 상가건물의 내부 환경을 그 기능과 용도에 맞도록 설계, 장식하는 업무를 수행한다.

실내건축가로도 불리며, 호텔, 백화점, 병원, 상점, 레스토랑 등의 실내공간을 용도에 맞게 계획하고 디자인하는 일을 한다.

▶ 수행직무

* 프로젝트를 맡게 되면 내부시설의 목적과 기능, 고객의 기호, 예산, 건축형태, 시설장비 등 내부 환경이 장식에 영향 을 미치는 요인을 조사, 결정하기 위하여 고객과 협의한다.

* 조사결과를 종합적으로 검토, 분석하여 설계계획을 수립한다.

* 동선계획과 색채계획, 조명계획 등을 세우고, 가구와 장식품, 조명기구 등을 구체적으로 선정한다.

* 계획하고 선택된 사항들을 도면에 그리고 표시한다.

* 처음 계획단계에서는 손으로 스케치하거나 도면을 그리지만, 시공에 사용되는 실시도면을 제도할 때에는 컴퓨터 (CAD)를 이용한다.

* 커튼, 벽지, 조명기구 등의 기초재료를 선정하고 가구의 배치구도를 설계한다.

* 고객에 대한 프리젠테이션과 디자인의 사전검토 및 발전을 위해서 스치로폼이나 종이 등으로 모형을 직접 만들기도 한다.

* 디자인이 완성되면 세부도면을 작성하여 시공업자에게 전달하고 시공작업을 감독한다.

* 전문시공업자가 시공을 담당하기도 하기만, 업체사정 및 공사현장의 상황에 따라 인테리어디자이너가 공사를 직접 관리, 감독하기도 한다.

인테리어디자이너가 되기 위해서는 전문대학 및 대학교에서 실내디자인학과, 실내건축학과, 건축학과 등을 졸업하거 나 사설 교육기관에서 실내건축에 대한 이론과 실기를 배우는 것이 필요하다. 또한, 해외에서 인테리어 공부를 하고 취 업하는 사람도 많은 편이다. 대학에서는 실내 디자인사, 실내 공간론, 실내 조형론 등의 이론뿐 아니라, 모형제작, 실내디 자인, 디스플레이디자인, 이벤트디자인 등의 실기과정을 교육한다. 현장에서는 이론보다 실무 능력이 우선이기 때문에 인테리어 작업에 대한 경험을 많이 쌓는 것이 좋다. 인테리어디자인업체, 실내건축공사전문업체, 건설회사나 건축설계사 무소의 인테리어디자인부서뿐만 아니라 가구회사나 모형제작회사, 투시도제작업체, 호텔 등에서 일하기도 한다.

▶ 임금

인테리어디자이너 하위(25%) 2,500만원, 평균(50%) 3,251만원, 상위(25%) 3,700만원

▶ 직업만족도

인테리어디자이너에 대한 직업 만족도는 32%(백점 기준)입니다.

▶ 일자리전망

향후 5년간 인테리어디자이너의 고용은 현 상태를 유지할 것으로 전망된다. 국민소득이 향상되고 삶의 질에 대한 욕 구가 커지면서 실내공간을 장식하고 디자인하는 데 관심이 높아지고 있다. 점차 인테리어 주기가 짧아지고 있고, 맞벌이 가정이나 1인가구가 늘면서 주택구조가 변화하는 등 인테리어 수요가 증가하고 있다. 특히 친환경 생활공간에 대한 수 요가 증가하고, 생활공간에서의 기능성과 예술성이 강조됨에 따라 스마트 스페이스와 같은 영역이 부각되는 등 IT기술과 융합된 실내공간 디자인이 새로운 수요를 창출할 것으로 보인다. 실내공간의 용도 역시 상업공간, 주거공간, 전시공간, 사무공간, 의료공간, 레저공간으로 다양화되어 전문적이고도 특별한 기능이 요구되고 있어 향후 인테리어디자이너의 일 자리에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다. 그러나 인테리어디자인업은 건설경기에 큰 영향을 받는 영역으로 향후 건 설경기가 회복되지 않은 한 일자리 증가는 어려울 것으로 보인다. 특히 미분양 아파트의 증가, 주택 경기의 침체 장기화 등으로 공공부문 수주가 감소하여 국내 건설시장이 어려움을 겪고 있다. 글로벌 금융위기 이후 부동산 경기 활성화를 위 한 부동산 규제 완화, 부동산 세제혜택 추진등 정부의 다각적인 노력이 이루어지고 있으나 건설경기는 쉽게 회복되지 않 을 것으로 보인다.

<조사년도: 2014년>

7-10

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나도 멋진 건축가가 될 거야.

세계에는 유명한 건축가가 많이 있습니다. 그 중 안토니 가우디는 ‘20세기의 미켈란젤로’라고 부를 정도로 창의적인 사고 를 지닌 건축가입니다. 그는 스페인의 건축가로 티라고나 레우스에서 출생하고 바로셀로나에서 건축교육을 받았습니다. 가 우디의 다양한 작품은 사람의 기존 틀에 분류하여 넣기가 매우 힘들 뿐 아니라, 어떤 건축가의 영향을 받았다고 보기도 힘듭 니다. 여러분도 가우디처럼 다른 사람이 생각하지 못하는 창의적인 제로하우스를 만들어 보세요.

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1) 여러분이 만들 제로하우스는 기존의 어떤 건축물과 유사한가요?

2) 모형에 적용 할 적극적인 집 요소와 소극적인 집 요소를 생각해봅시다.

3) 모형에 사용할 재료는 어떤 것이 있을까요?

7-10 차시

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소극적인 집(Passive House) 모형을 제작해보자.

소극적인 집(Passive House)은 에너지 출입을 차단하여, 발생한 에너지의 유출을 막을 수 있는 효율성이 높은 집입니다. 이 제 여러분이 생각한 아이디어를 모둠원과 함께 구현해보세요.

(1) 실험재료

폼보드 또는 우드락, 골판지, 글루건, 글루건심, 순간접착제, 칼, 가위, 셀로판지, 스 카치테이프, 기타(폐품)

(2) 실험과정

(3) 제작한 모형의 장점과 단점을 찾아 평가해보자.

7-10 차시

재료와 스케치를 준비하고, 재료를 도면에 맞게 잘라 준비한다.

재료를 도면에 맞게 접착제를 사용하여 붙인다.

전체적으로 균형미가 살도록, 다듬고 평가한다.

장점 단점

(44)

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소극적인 집(Passive House) 모형에 적극적인 집(Active House)요소를 첨가하자.

적극적인 집(Active House)은 소극적인 집(Passive House)과 다르게 단순히 에너지 출입 차단을 넘어 에너지를 생산하는 효 율성이 높은 집입니다. 이제 여러분이 생각한 아이디어를 모둠원과 함께 구현해보세요.

(1) 실험재료

소극적인 집(Passive House) 모형, 태양전지, LED(빨, 파, 노), 에나멜선, 종이컵, CD, 산적 이쑤시개, 네오디움 자석, 양면테이프, 가위, 칼, 자, 필름통, 빨대, 폼보드(우드락), 전선, 다이오드, 송곳

(2) 실험과정

① 풍력발전기 만들기

7-10 차시

1. 송곳으로 필름통에 구멍(지름 5mm 정도)을 뚫는다. (가위를 사용하여 구멍의 지름을 알맞게 만든다.)

2. 뚫린 필름통에 빨대를 관통시켜 축이 돌아갈 수 있는 틀을 만든다.

3. 에나멜선을 필름통에 1000번 이상 감는다.

4. 한 변이 1cm인 정사각형 우드락 두 개를 겹친 틀에 2개 ~ 4개의 네오디움 자석을 붙인다.

5. 이쑤시개를 필름통에 꽂혀있는 빨대에 넣고, 4단계에서 만든 자석틀을 관통하도록 꽂는다.

6. 날개를 창의적으로 제작한다.

(두꺼운 종이, 우드락, 비닐 등 다양한 재료를 사용하도록 한다.)

7. 날개를 이쑤시개 축에 붙인다. 8. 필름통에 감은 에나멜선 양 끝을 캔들라이터로 태운다.

9. 모형의 적당한 위치에 빨간색 LED와 에나멜선 양끝을 연결한다.

(45)

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② 태양전지(solar cell) 이용하기

(3) 제작한 모형의 장점과 단점을 찾아 평가해보자.

(4) 제작한 모형의 단점을 보완할 대책을 마련해보자.

1. 지붕에 태양전지와 LED 또는 모터를 적절한 위치에 부착한다. (태양전지의 부착 각도는 현재 태양의 남중고도를 고려한다.)

2. 스위치를 연결하여 회로를 완성 한다.

3. 완성된 작품을 친구들과 함께 평 가 하 고 , 태 양 광 에 작 동 여 부 를 확인한다.

단점 대책

장점 단점

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학습내용 정리 및 생각 공유하기

- 발표내용 -

1. 제작한 모형을 친구들 앞에서 홍보해봅시다.

2. 제로하우스에 거주할 경우 발생하는 상황을 대본으로 작성하여, 연극을 해보자.

3. 자기평가표 및 동료평가표를 작성하여 토의해봅시다.

[학생 활동지1]

나만의 ‘Zero energy house’ 홍보자료 제작.

7-10 차시

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[학생 활동지2] 제로하우스에 거주할 자신의 모습을 생각해보며, 1분 정도의 연극 대본을 만들어 보고, 친구들 앞에서 발표해봅시다.

[학생 활동지3] 친구들이 발표한 내용을 적절하게 평가해보자.

강점, 약점, 특성 찾기

1. 모둠명:

강점(Advantage) 약점(Limitation) 특징(Unique Qualities)

2. 모둠명:

3. 모둠명

4. 모둠명

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B⦼ᕀᬌ 평가

방법 평가영역 평가기준 평 가

상 중 하

자기 평가

감성적 체험

◆ 모형을 제작하는 과정에서 소란을 피우지 않고, 차분하게 완성하였는가?

◆ 에너지와 환경과의 관계를 인식하여, 친환경적인 모형을 만들기 위해 노력 하였는가?

◆ 다른 모둠의 아이디어를 이용하지 않고, 독창적인 아이디어를 실현 하였는가?

창의적 설계

◆ 에너지를 절약하는 방법, 에너지를 생산하는 방법을 과학적인 방법으로 창의적으로 고안 하였는가?

◆ 예술성, 가능성, 과학적 방법을 고려하여 ‘zero energy house’모형을 제작 하였는가?

◆ 재료의 특성을 최대한 살린 모형을 제작하였는가?

◆ 에너지 효율성을 극대화 할 수 있는 회로를 구성하였는가?

동료 평가

감성적 체험

◆ 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이루어졌는가?

◆ 사용한 공구와 재료는 정리ㆍ정돈을 잘 하였는가?

창의적 설계

◆ 설계과정에서 아이디어를 많이 제시하였는가?

◆ 설계도의 조건에 맞게 도면을 작성하였는가?

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학습 평가하기

- 수업 되돌아보기 -

1-3 차시

첫째 모둠원과 함께 학습에 집중하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

둘째 산출물이 제대로 완성되었나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 과학적 원리가 적용되어, 산출물이 제작되었나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 가상의 제로하우스에서 거주할 사람들의 대화가 바른가요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

현재와 같이 화석연료가 사용된다면, 미래의 지구는 인류가 생존하기 힘든 환경으로 변할지 모릅니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 다른 방법은 무엇이 있을까요?