재난 상황 07

재난 상황 에 대응하기

07

내용 목표

• 픽토그램을 이해하고 상황에 맞 게 제작해 볼 수 있다.

• 옴의 법칙과 저항의 직렬 병렬 연 결에 대해 이해할 수 있다.

• LED의 특성을 이해하고 전기 회 로를 구성할 수 있다.

과정 목표

• 픽토그램을 이용하여 재난 상황과 대응 방법을 표 현할 수 있다.

• 사람들이 쉽게 픽토그램을 알아볼 수 있도록 하는 조명 상자를 제작할 수 있다.

• 제작한 픽토그램을 사용하여 재난 상황에서의 대 응 방법을 발표한다.

중학교 3학년 전기와 자기

과목 : 과학, 미술, 기술·가정

학습 목표 주제 및 제작 의도

재난 상황에 따른 대응 방법을 LED 조명과 픽토그램을 이용하여 표현 할 수 있다.

관련 교과

재난이란 뜻하지 않게 생긴 불행한 일 또는 천재 지변으로 말미암아 생긴 사고를 말한다. 우리는 태풍, 대설, 지진, 해일, 홍수 등의 자연 재난과 화재, 교통, 폭발, 붕괴와 같은 인적 재난의 위험 에 항상 노출되어 있다고 해도 과언이 아니다. 이 런 불행한 사고를 예방하고 대처하기 위해서 국 가재난정보 센터에서는 각각의 상황에 따라 어 떻게 행동해야 하는지를 국민 행동 요령으로 제 시하고 있다.

우리가 흔히 볼 수 있는 비상구 표시는 1972년 5 월 13일 일본 오사카에 위치한 센니치 백화점에 서 화재 사건 때 비상구 표시의 식별이 잘 되지

않아 많은 사상자가 발생했다는 주장이 제기되 면서 출구의 표시를 픽토그램으로 만들어 국제 규격으로 선택한 것이다. 픽토그램은 재난 상황 에 빠져 있는 사람들에게는 신속히 상황을 파악 하고 대처할 수 있는 방법을 제시해야 하며 문자 와 언어를 모르더라도 모든 사람이 알아볼 수 있 고 시각적으로 인식하기 쉬워야 한다.

픽토그램을 이용하여 재난 상황 및 대처 방법을 표현하고 눈에 띄기 쉽도록 조명 장치를 설계하 여 제작하는 과정을 통해 학생 스스로 재난 상황 에서 대응 방법을 찾아보고 이를 표현하여 안전 에 대한 의식을 높여줄 수 있도록 구성하였다.

STEAM 과목 요소

전기와 자기 제품의 설계와 제작 픽토그램으로 표현하기

STEAM 단계 요소

상황 제시

Step1 • 위급한 순간을 누구에게나 쉽고 빠르게 전달하는 방법으로 무엇이 있을까?

창의적 설계 Step2

• 픽토그램으로 재난 상황 및 대응 방법을 표현한다.

• 어떠한 상황에서도 잘 보일 수 있는 조명을 찾아본다.

• 조명 장치를 위한 회로도를 구상한다.

• 픽토그램을 밝혀줄 조명 장치를 설계하고 제작한다.

감성적 체험

Step3 • 재난 상황과 대응 방법을 제시하는 안전 교육을 스토리텔링한다.

• 안전에 대한 의식을 깨닫는다.

교육 과정

수업 단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

시각 디자인

재난 상황과 대응 방법을 표현할 수 있다.

픽토그램의 이해와 제작하기

픽토그램으로 재난 상황과 대응 방법 표현하기

3 ~ 4차시

과학 전기와 자기 LED를 이용한 전기 회로 를 구성할 수 있다.

전기 회로 구성하기

9V 전지를 이용한 LED 전기 회로 구성하기 기술·

가정 기술과 발명 생활 속의 제품을 창의적 으로 만들 수 있다.

조명 상자 디자인하기

조명 상자를 제작하여 픽토그램으로 나타내기

평가 계획

연번 평가 기준 방법

1 상황에 맞는 픽토그램으로 적절하게 표현하였는가? 수행 평가

2 전압, 전류, 저항의 관계에 대한 개념을 알고 있는가? 지필 평가 3 전원과 저항을 사용하여 전기 회로를 바르게 구성하는가? 수행 평가

4 제품의 설계와 제작을 잘 수행하였는가? 관찰 평가

차시별 계획 총괄표

과목

단원

차시 학습 내용

1~2 차시

소주제

필름지를 이용한 픽토그램 디자인하기

재난 상황 및 대처 방법을 모든 사람에게 어떻게 하면 빨리 알릴 수 있을까?

픽토그램의 의미, 특징, 요소를 알아본다.

위급 상황과 대처 방법을 픽토그램으로 표현한다.

제작한 결과물을 발표하고, 좋은 점을 공유한다.

3~4 차시

소주제

LED를 이용한 조명 상자 만들기

LED를 이용한 전기 회로를 구성하여 조명 상자 디자인하기

주간과 야간 및 나쁜 조건에서도 사람들이 쉽게 픽토그램을 인식할 수 있는 조명은 어떠해야 할까?

LED의 전기, 전자적 특성 및 광학적 특성을 알아본다.

옴의 법칙에 기초하여 저항의 직렬과 병렬 연결에 따른 전체 전압의 변화를 알아본다.

9V 전지를 이용하여 LED 12개를 작동시키는 회로를 구성하고 이를 바탕으로 LED 모듈을 제작한다.

주어진 조건을 반영하여 조명 상자를 설계하고 제작한다.

제작한 픽토그램을 활용하여 위급 상황을 알려본다.

차시(단계)별 교수 학습 과정

1~2차시 필름지를 이용한 픽토그램 디자인하기

과목

수업 차시

단원

교육 과정

학습 목표

•상황에 맞는 픽토그램을 적절하게 표현할 수 있다.

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

재난 상황 및 대처 방법을 모든 사람에게 빠르게 알리는 방법이 있을까?

tip 재난 상황 발생 시 대피 요령을 사례별로 조사하게 한다.

이야기가 담긴 시각 디자인 알아보기

동영상 : 국민 행동 요령

학습 활동 (50분)

픽토그램으로 재난 상황 및 대처 방법 표현하기

활동 상황을 표현할 수 있는 픽토그램 아이디어 스케치하기 픽토그램의 의미, 특징, 요소를 알아본다.

tip [국민안전처]의 다양한 픽토그램의 예시를 보여준다.

재난 상황과 대처 방법을 픽토그램으로 표현한다.

표현한 픽토그램을 조명을 이용하여 나타낼 때 적합한 소재를 찾아본다.

학생활동지 1 참고자료 1

연필, 지우개, 종이 (A4), 칼, 자, 코팅지, OHP필름지, 우드락, 물감, 색지

마무리 (30분)

친구들과 픽토그램 퀴즈를 한다.

tip 제작한 픽토그램을 다른 학생들이 어떤 의미인지 알아내는 퀴즈 프로그램 을 진행한다.

지도상 유의점

✽ 픽토그램에 내용을 간략하게 담을 수 있도록 지도한다.

✽ 코팅지 채색 시 물감 사용법에 대해 설명한다.

학생활동지 1 상황을 표현할 수 있는 픽토그램 아이디어 스케치하기

❶ 다양한 픽토그램을 조사해 봅시다.

[출처 : 국민안전처]

❷ 재난 상황과 대처 방법을 나타낼 수 있는 픽토그램 아이디어를 그려 봅시다.

❸ 픽토그램에 조명을 비춰 나타낼 때 어떤 재질이 가장 좋을지 써 봅시다.

❹ 코팅지에 픽토그램을 표현합시다.

㉠ 코팅지에 아이디어 스케치를 옮긴다.

㉡ 픽토그램 표현 내용에 맞게 자르거나 물감을 이용해 채색한다.

❺ 픽토그램 퀴즈 대회를 해 봅시다.

친구들이 디자인한 픽토그램이 어떠한 내용을 전달하려고 하는지 작성해 봅시다.

이름 우수한 점 이름 그 밖의 의견

홍길동

참고자료 1

픽토그램의 의미와 활용

✽ 픽토그램( Pictogram, Pictograph)

픽토그램은 공공장소, 안내소 등 일반인들이 시설을 쉽게 알아볼 수 있도록 상징적으로 표현 한 문자이다. Picture와 Telegram의 합성으로, 국제적인 행사 등에서 사용을 목적으로 제작 된 그림 문자이자 이해가 쉽도록 표현된 그래픽 상징을 말한다. 픽토그램은 의미하는 내용을 상징적으로 시각화하여 모든 사람이 즉각적으로 이해할 수 있어야 하므로 의미가 명료해야 하 며 그림 문자와 함께 긴급, 안전, 주의 등의 안내를 표시하고 있다.

픽토그램의 색상별 의미

[출처 : 국가표준인증종합정보센터(http://standard.ats.go.kr)]

색상 검정 노랑 초록 빨강

의미 일반 사항

공공 시설물 안내 주의 및 경고 안전, 피난, 위생, 구호

소방, 긴급, 고도 위험

✽ 국제 표준(ISO)으로 채택된 우리나라 픽토그램

우리나라에서도 2002년 월드컵을 앞두고 335종을 등록하여 각종 공공시설 픽토그램을 한국 산업규격(KS)으로 제정하였으며 이 중 32가지 종류가 국제 표준으로 채택되어 사용되고 있다.

대피소 의사 비상시 깨고 여시오

귀마개 착용 사용 후 전원 차단 손을 씻으시오

머리 위 주의 인화 물질 경고 맹견 주의

3~4차시 LED를 이용한 조명 상자 만들기

과목

수업 차시

단원

교육 과정

• 생활 속의 제품을 창의적으로 만들 수 있다.

학습 목표

• 옴의 법칙을 이해하고 저항의 직렬과 병렬 연결에 따른 전체 전압의 변화를 알 수 있다.

• LED와 전지를 이용한 전기 회로를 구성할 수 있다.

• 조명 상자를 설계하고 제작하여 재난 상황 및 대처 방안에 대해 발표할 수 있다.

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (5분)

어떠한 상황에서도 시각적으로 식별이 쉬운 LED 조명 장치는 어떠해야 하나?

tip 우리 주변에 LED가 사용되는 제품을 사진 자료로 제시하여 호기심을 유발 한다.

[출처 :한국전기교통주식회사-교통신호등, LED 조명등]

교통신호등

학습 활동 (55분)

전기와 자기에 대해 알아보기

활동 1 LED를 이용한 조명 회로 구성하기

LED의 전기, 전자적 특성 및 광학적 특성을 알아본다.

tip LED를 설명하기 위한 자료를 미리 준비하고 실제로 LED가 작동하는 모습 을 보여주도록 한다.

옴의 법칙에 기초하여 저항의 직렬과 병렬연결에 따른 전체전압의 변화를 알 아본다.

LED 회로 만들기

9V 전지를 이용하여 LED 12개를 작동시키는 회로를 구성하고 이를 바탕으 로 LED 모듈을 제작한다.

활동 2 조명 상자 제작하기

주어진 조건을 반영하여 조명 상자를 설계하고 제작한다.

조명 상자에 전 차시에 만든 픽토그램을 붙인다.

tip 조명 상자 제작이 어려울 때에는 깊이가 낮은 박스를 활용한다.

학생활동지 3-1 학생활동지 3-2 참고자료 3

마무리 (30분)

제작한 픽토그램으로 위급 상황 및 대처 방법을 발표하고, 다른 친구의 제작 물을 공유한다.

국가 재난정보 센터 (국민행동요령)

지도상 유의점

✽ 발표하는 시간이 모자랄 경우에는 창체 시간 활용 및 UCC 보고서 형식으로 대체할 수 있다.

✽ 본 차시는 블록 수업으로 작성하였으나 과학을 3차시 LED 모듈 제작까지, 기 술을 4차시 조명 상자 제작 및 발표로 분리하여 적용할 수 있다.

학생활동지 3-1 LED를 이용한 조명 회로 구성하기

❶ LED의 특성에 대해서 알아봅시다. (위키백과 또는 지식백과 참조)

❷ 저항(LED)의 직렬과 병렬 연결에 따른 전압, 전류의 변화에 대해 알아봅시다.

❸ 9V 전지를 사용하여 LED 12개를 작동시키는 회로를 구성하여 제작해 봅시다.

저항의 직렬 연결 저항의 병렬 연결

• 곧게 한 줄로 연결하는 방법으로 저항의 길이가 길어지 는 것과 같다.  전체 저항이 ( 증가 ).

• 각 저항에 흐르는 전류의 세기는 전체 전류의 세기와 같다.

• 각 저항에 걸리는 전압 : 저항의 크기에 ( 비례 ), 전체 전압은 각 저항에 걸리는 ( 전압의 합 )과 같다.

• 양 끝을 이어서 연결하는 방법으로 저항이 굵어지는 것 과 같다.  전체 저항이 ( 감소 ).

• 각 저항에 흐르는 전류 : 저항의 크기에 ( 반비례 ), 전체 전류는 각 저항에 흐르는 ( 전류의 합 )과 같다.

• 각 저항에 걸리는 전압은 ( 전체 전압 )과 같다.

LED 전기 회로 구성하기 (LED의 동작 전압은 3V이다.)

3V 전지로 LED 3개 작동시키기 6V 전지로 LED 3개 작동시키기 9V 전지로 LED 3개 작동시키기

회로도 LED 모듈 제작

모듈 제작 방법

㉠ 하드보드지에 +, -를 표시한 후 구멍을 뚫어 LED를 끼워 넣을 수 있도록 한다.

㉡ 뒷면에서 깨끗하게 납땜을 해서 LED를 연결한다.

㉢ 완성된 LED 모듈에 전원을 인가하기 위한 연장선을 연결한다.





학생활동지 3-2 ^{조명 상자 제작하기}

❶ 디자인한 픽토그램에 조명을 비출 수 있도록 조명 상자를 제작해 봅시다.

㉠ 주어진 설계 조건을 반영한 조명 상자를 구상하고 설계도를 작성한다.

㉡ 설계도를 바탕으로 조명 상자를 제작한다.

❷ 제작한 픽토그램으로 재난 상황 및 대응 방법을 발표해 봅시다.

① 설계도에 맞춰 하드보드지를 재단 한다.

② 뒷면판을 두 겹으로 겹치고 홈을 두어 측면판이 잘 고정될 수 있도 록 한다.

③ 상자를 제작한다. 이때 상자 제작 이 어렵다면 깊이가 얕은 종이 박 스를 활용한다.

④ 상자에 LED 모듈을 설치한다. 이때 전선은 바깥쪽으로 빼야 하기 때문 에 길이를 여유있게 한다.

⑤ 디자인한 픽토그램을 교체하여 사 용할 수 있도록 앞면판을 제작한 다.

⑥ LED가 잘 작동하는지 확인한다. 전 차시에 만든 픽토그램을 붙인다.

준비물 : 하드보드지, 칼, 자, 목공용 풀, LED모듈

설계 조건

▷ 픽토그램의 사이즈는 A4(210mm×297mm)이다.

▷ 픽토그램을 교체할 수 있도록 제작한다.

▷ 스위치를 달아 ON-OFF가 가능하도록 제작한다.

▷ 조명 상자를 견고하게 만드는 방법을 고안하여 제작한다.

참고자료 3

발광 다이오드 LED(Light Emitting Diode)

✽ LED

발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자로 LED라고도 불린다. 백열등보다 수명이 길며 전력의 소모가 적다는 장점을 가지고 있다. 일리노 이 대학의 닉 호로니악이 1962년에 최초로 개발하였으 며 오늘날까지 여러 가지 용도로 사용되고 있다. 앞으로 백열등을 대체할 광원으로 주목받고 있다.

✽ 발광 다이오드의 물리적 특성

구조가 간단하기 때문에 대량 생산이 가능하고 저렴하다. (빨간색 LED 1개 가격이 40 ~ 75 원 정도) 전구처럼 필라멘트를 사용하지 않기 때문에 소형이고 진동에 강하며 수명이 길다. 종류 에 따라 직접 바라보면 눈에 나쁜 영향을 줄 수도 있다.

✽ 발광 다이오드의 광학적 특성

형광등이나 백열등 같은 다른 대다수 광원과 다르게 불필요한 자외선이나 적외선을 포함하지 않는 빛을 간단하게 얻을 수 있다. 그렇기 때문에 자외선에 민감한 문화재나 예술 작품, 열조 사를 꺼리는 물건의 조명에 사용된다. 입력 전압에 대한 응답이 빨라서 통신에도 사용되고, 조 명으로 사용할 경우는 점등하자마자 최대 빛의 세기를 얻을 수 있다.

✽ 발광 다이오드의 활용

소비 전력이 낮고 수명이 길어서 많은 전자기기에 사용되고 있다. 그리고 1개의 소자로 여러 가 지 색을 낼 수 있는 구조의 발광 다이오드도 있다. 전자기기의 동작 모드에 따라 색을 바꿀 수 있게 되어 기기의 소형화에 기여하였다.

초기에는 휘도가 낮았기 때문에 전자기기의 동작 표시등이나 실내 용도에 한정되었지만 빨강

이나 녹색의 고휘도 종류의 발광 다이오드가 실용화되고 나서는 역의 행선지 안내판 같은 옥

외용 디스플레이 장치에도 사용하게 되었다. 게다가 고휘도의 파란색이나 흰색 발광 다이오드

가 생산되고 나서는 경기장의 스크린같은 완전한 색의 대형 디스플레이, 전구를 대신한 손전

등이나 신호기, 자동차의 방향 표시등이나 미등 같은 다양한 조명에 이용되고 있다. 특히 미등

에 사용했을 경우 전구보다 브레이크 페달을 밟은 후 점등할 때까지의 시간이 짧기 때문에 안

전성이 향상된다. 그리고 철도, 버스의 방향 표시에도 롤지식이나 안내판 대신 사용되고 있다.