인공적인 빛 없이 생활하기1~3차시인공적인 빛 없이 생활하기1~3차시

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인공적인 빛 없이 생활하기

1~3차시

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인공적인 빛

생각 열기

다음 인터넷 신문 기사를 읽고 질문에 대해 생각을 적어보자.

[아시아경제 김수진 기자] 정부가 지나친 인공조명이나 조명 영역 바깥까지 새어 나오는 빛을 ' 빛공해'로 규정했다. 지나치게 많은 빛을 발하는 건축물 조명이나 전광판 조명 소유주는 내년 2 월부터 최대 1000만원의 벌금을 내야 한다.

환경부는 1일 '인공조명에 의한 빛공해 방지법'을 공포하고 빛공해를 국가 차원에서 환경오염 으로 규정하고 관리하겠다고 밝혔다. 그간 별다른 기준이 없었던 조명기구 빛공해를 잡기 위해 나선 것. 빛공해는 인공조명을 부적절하게 사용해 과도한 빛이나 비추려고 하는 조명영역 밖으 로 누출되는 빛이 건강과 환경에 피해를 주는 상태를 가리킨다. 환경부는 빛공해 발생 지역을 영향에 따라 4종으로 구분해 조명환경관리구역으로 지정할 예정이다. 해당 지역의 소유자나 관 리자는 빛방사허용기준을 지켜야 한다. 환경부는 관리구역의 건축물 조명이나 도시기반시설 조 명 등을 고려해 빛방사허용기준을 정할 예정이다. 빛방사허용기준을 준수하지 않을 경우 300만 원 이하의 과태료가 부과되며, 개선명령이나 사용제한 명령을 이행하지 않을 경우 최대 1000만 원 벌금이 매겨진다. 한편 각 시/도지사는 관할 지역의 빛환경이 주변 지역에 미치는 영향을 3 년에 1회 이상 평가해야 한다.

<출처 : 아주경제 - 제7회 빛공해 사진전열어 최중복 기자>

환경부 관계자는 "조명을 끄고 어둡게 지내자는 것이 아니라 불필요한 빛을 최소화하자는 것"이 라며 "조명영역 관리로 낭비되는 빛을 줄이면 건축물 조명은 37.5%, 가로등은 46%의 전력소비 를 줄일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 환경부는 빛공해 저감 설계기술을 개발, 보급하는 등 빛공해 개선 독려에 나설 예정이다. 빛공해방지법은 세부 시행령 확정 후 내년 2월부터 적용 된다.

<출처: 아시아경제 - 환경부, "과도한 빛은 공해"... 빛공해방지법 공포>

‘빛공해방지법’은 우리나라에서 2012년 2월에 공포된 법안 입니다. 빛공해방지법에 대한 인터넷 기사를 읽은 후 일상생활에서 사용하고 있는 인공적인 빛을 모두 적어봅 시다.

위에 적은 인공적인 빛 중에서 가장 중요하다고 생각하는 빛이 어느 날 갑자기 한 순간 사라져버린다면 우리의 생활이 어떻게 달라질지 적고 발표해봅시다.

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생각 펼치 기1

적정기술이란?

‘적정기술 appropriate technology'은 인도의 마하트마 간디가 말한 “세계 빈곤의 해결은 대량 생산 기술이 아니라 대중에 의한 생산에 의해서만 가능하다”는 유명한 문구가 많은 것을 설명해 준다. 영국의 경제학자 슈마허가 제3세계를 위해 찾은 해법은 ‘중간기술intermediate technology'이며, 1973년 출간된 「작은 것이 아름답다」에서 강조하는 것은 일자리를 창출하며, 지역의 재원을 사용하고, 재생 가능한 에너지원을 이용하며, 값싸고, 조작이 간단하며, 기존의 인프라와 부합하면서 자원의 낭비를 지양하는 기술이다. 적정기술은 기술을 우위에 두지 않고 기술을 사용하는 인간을 우위에 둔다. 그러나 1970년대 후반에 정점에 이르렀던 적정기술운동은 이후 급속하게 쇠퇴했다. 이에 여러 가지 비판들이 등장했는데, 적정기술이 제3세계의 빈곤을 극 복하는 대안이 될 수 없으며 실제로 해 보면 비용이 많이 들기 때문에 매우 비효율적이라는 것 이다. 역설적으로 선진국이 제3세계 국가들을 빈곤한 상태로 유지하기 위해서 만든 제국주의적 음모라는 음모론도 등장했다. 1997년의 ‘교토 의정서Kyoto Protocol’는 “선진국은 개발도상국의 환경보호와 경제개발을 위해서 적정기술을 이전해야 한다”는 점을 명시하고 있는데, 이는 지속 가능한 개발의 틀 속에서 적정기술이 결국 ‘지속가능한 기술sustainable technology'의 한 가 지 형태로 받아들여졌다. 적정기술이 2000년 이후에 다시 부활해서 제2의 르네상스를 맞고 있는 데에는 ‘디자인 혁명’이 중요한 역할을 했다. 제3세계를 위해서 개발한 적정기술을 선진국에서 다시 사용하는 경우도 있다. 고디사에서 만든 태양전지 충전기는 제3세계에 저가로 보급된 보청 기의 배터리를 충전하기 위해 개발되었지만, 사용이 간편하면서도 반영구적이라는 특성 때문에 세계 여러 나라에 공급되고 있다. OLPC라는 NGO에서 아프리카 학생들을 위해 제작, 공급했던 100달러짜리 노트북은 지금 우리가 널리 사용하는 넷북이나 태블릿PC의 기원으로 꼽힌다.

<국경 없는 과학기술자들 - 적정기술과 지속가능한 세상. 이경선.>

Life Straw Money Maker One Labtop Per Child 내가 생각하는 적정기술이란?

적정기술의 슬로건을 “인간이 제안하고, 과학은 탐구하며, 기술은 순응한다 (People Propose, Science Studies, Technology Conforms)”으로 바꾸자고 제안 한다. 현재의 나에게 가장 큰 관심사에 대해 자신만의 슬로건을 적어봅니다.

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생각 펼치 기2

히말라야 오지에 필요한 빛

‘네팔Nepal’은 수호신 네Ne가 보호pal하는 지역을 뜻한다. 이 나라의 북쪽으로는 히말라야의 장엄한 경관이, 남쪽으로는 ‘타라이’ 또는 ‘마테스’라 불리는 고온다습한 평원이 펼쳐져 있다. 신 이 보호하는 이 아름다운 떵에서 사람들은 세상 누구보다 행복하게 살아가고 있지만, 문명의 혜 택은 아직도 널리 퍼지지 않은 상태다. 네팔의 1인당 소득은 약 1천2백 달러. 인구 3천만 중 80%가 시골과 고산지역에 산재한 작은 마을에 거주하고 있다. 그런 곳들은 접근성이 취약해 전 기 공급이 안 되고 기반시설도 매우 부족하다. 네팔 비도시 지역의 전기 사용 인구는 5%이며, 도시지역 역시 전력이 충분치 않아 부하 차단을 통한 한시적인 공급만 이루어진다.

산간지역이 많은 네팔의 특성상 전국에 전기를 공급하려면 굉장히 많은 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 히말라야 일대는 산기슭만 해도 해발 2천m가 넘는 고산지역이어서, 이곳 사람들의 생 활 모습은 천년이 지나도 변하기 어렵다고들 말한다. 수도 카트만두에서 자동차로 10시간, 거기 서 다시 도보로 12시간 걸리는 랑탕 국립공원 내의 라마호텔 마을(해발 2천5백m)도 그런 곳이 다. 에베레스트로 가는 길목이라서 수많은 여행자들이 거쳐 가지만 주민이라고는 겨우 8가구뿐인 이 마을의 밤은 칠흑처럼 어둡다. 접근이 어려운 데다 개발도 제한되어 있어서, 앞으로도 최소 10년간은 전기 공급이 불가능한 전형적인 오지 마을이다.

<국경 없는 과학기술자들 - 적정기술과 지속가능한 세상. 이경선. 뜨인돌 중에서>

네팔 카트만두 에베레스트 라마호텔 마을

라마호텔 마을 8가구에 전기를 이용해 빛을 공급해 주고자 합니다. 조별로 어떻게 전기를 이용해 빛을 공급할 수 있을지 생각해보고 계획을 세워봅니다. (라마호텔 마 을 주변의 환경을 고려하고 필요한 조건을 고려해 재료 운반부터 설치까지의 계획 을 세워야 합니다.)

조별로 전기를 이용한 빛의 공급 계획을 발표해봅시다.

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생각 펼치 기3

페트병 조명 체험하기

페트병 조명에 대한 내용을 보며 원리에 대해 생각해봅시다.

[웹툰리포트] 세상을 바꾼 55W 무한동력 페트병 조명

<http://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1002393065>

페트병 조명 만들기

1. USB 전원(5 V)에 연결할 Red LED(2V)와 Blue LED(3V)를 직렬로 연결합니다.

2. 페트병의 윗부분에 USB 전원 장치가 연결된 LED 전구를 붙이고 어두운 곳에 가 져갑니다.(주의 : USB 전원과 LED의 +, -를 올바르게 연결해야 한다.)

3. USB 전원 장치를 전원에 연결하면 LED 전구에 불이 들어오고 페트병 전구가 밝 게 빛나는 것을 관찰할 수 있습니다.

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4. 페트병에 물이 담긴 채로 세탁용 가루 세제를 한 스푼 넣고 과정 2, 3을 반복해 봅 시다.

<출처 : http://kensaku.tistory.com/1448>

5. 페트병에 물만 있을 때와 세탁용 가루 세제가 있을 때 어떤 차이점이 있고 그 이유 는 무엇일까요?

6. 직접 만들 페트병 조명을 어느 공간에서 어떤 용도로 활용하면 좋을지 생각해봅시 다. 그 공간에 어울리는 디자인은 무엇일까요?

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생각 펼치 기4

젤네일을 이용한 LED원리

친환경 조명으로 대중화 되고 있는 LED. 손톱을 꾸미는 매니큐어에 LED가 이용되고 있다니~ 단순한 조명이 아닌 다양한 곳에서 활용되고 있는 LED에 대해 탐구해보고 나 만의 취침등을 설계, 디자인 한 후 젤매니큐어를 이용해 꾸며봅시다.

준비물LED 전구, 젤매니큐어, 플라스틱 악세사리, 토스트 오븐, 네임펜, 3V 전지, OHP 필름 활동 플라스틱 악세사리를 이용한 젤네일아트

1. 검은색 네임펜을 이용해 고흐의 작품이 들어간 플라스틱 악세사리를 제작한다.

2. 토스트 오븐에 플라스틱 악세사리를 넣어 수축시킨 후 꺼내서 식힌다.

3. 젤매니큐어를 이용해 악세사리에 색을 입힌다.

4. LED를 3V 전지에 연결해 빛을 발생시킨 후 젤매니큐어가 칠해진 부분에 가까이 가져간다. 이 때 LED의 종류를 다양하게 바꿔가며 실험한다.

※ LED 정격전압이 3.2 V ~ 3.5 V 정도이므로 다소 어두울 수 있음

5. 작품을 완성한 후 TOP GEL을 바르고 LED를 비춘다.

6. GEL Cleanser를 이용해 표면을 닦아낸다.

젤아트 활동을 통해 알게 된 LED의 특성에는 무엇이 있을까요? 모두 적어봅시다.

어떤 LED가 젤네일아트에 적합할까요? 그 특징은 무엇일까요?

백열전구와 LED 전구의 특징을 비교하기 위한 실험을 설계하고 실험한 후 결과를

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생각 펼치 기5

나만의 LED페트병 조명 제작

세상에 단 하나뿐인 조명 만들기. 준비된 페트병을 이용해도 되고 미리 준비해 온 다양 한 형태의 병을 이용해도 됩니다. 모양이나 색등 정해진 것은 아무것도 없고 표현하고 싶은 것을 마음껏 표현해 봅시다. 이 때 빛과 관련이 없는 과학적인 개념을 한 가지씩 작품에 포함 되도록 제작해 봅시다.

^준비물LED 전구, 젤매니큐어, 네임펜, 3V 전지, 색철사, 페트병, 가루 세제, 물, USB 케이블

^활동

1. ‘조명’이라는 단어와 함께 떠오르는 이미지를 적어봅시다.

2. 여러 이미지 중 본인의 이야기 또는 듣거나 읽은 이야기와 관련 있는 하나를 선택 해 서술해 봅시다.

3. 위에 서술한 이야기로 작품을 디자인해봅니다.

제작을 끝낸 LED 페트병 조명에 작품 제목을 적어봅시다.

작품 설명을 어떻게 할 수 있을까요? 이 때 빛과 관련이 없는 과학적인 개념에 대 한 설명이 반드시 포함되어야 합니다.

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생각 나누 기

LED페트병 조명 작품 발표회

모둠별로 조원이 만든 작품에 대한 설명회를 가지며 평가를 한 후 가장 우수한 작품을 선정

기준 조원: 조원: 조원: 조원:

과학성

기술성

예술성

창의성

기준 분야에서 가장 중요하게 생각하는 점을 각각 적고 그에 따라 모둠별로 평가해 봅시다.

기준 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조:

과학성 ( )

기술성 ( )

예술성 ( )

창의성 ( )

다른 모둠의 완성품을 통해 나의 작품에서 수정, 보완할 부분은 무엇일까요?

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활동

되돌 아보 기

빛을 이용한 적정기술

‘인공적인 빛 없이 생활하기’에서 우리는 어떤 활동을 했는지 생각해봅시다.

생활하며 낭비하고 있는 빛은 무엇이 있을까요?

적정기술은 무엇일까요? 우리가 체험한 것과 어떻게 연결 지을 수 있을까요?

이번 활동에서 나의 모습을 확인하고 평가해봅시다.

평가 방법

평가

영역 평가기준 평 가

상 중 하

자기 평가

감성적

체험 ◆ 즐거운 마음으로 활동에 참여했나요?

창의적 설계

◆ 새로운 LED 페트병 조명을 만들 때 아이디어가 새로웠나요?

◆ 새로운 LED 페트병 조명을 만들 때 어려운 점들을 슬기롭게 해결했나요?

◆ 수업 시간에 배운 것들이나 내가 알고 있는 것들을 활용하기 위하여 노력하였나요?

동료 평가

감성적 체험

◆ 우리 모둠은 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이 루어졌나요?

자유롭게 쓰기

수업 중 나와 우리 모둠의 태도에 대해 칭찬할 점이나 아쉬운 점은 무엇인가요?

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깨끗한 물 없이 생활하기

4~5차시

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물은 얼마나 필요할까?

생각 열기

문제 상황에 대해 인지하기

- KBS 인간의 조건 - 물 없이 살기 편

유엔개발계획(UNDP)이 2006년 인간개발보고서에서 발표한 인간이 하루를 살아가 는데 필요한 최소한의 물의 양은 20 L라고 합니다. 하지만 대한민국의 국민들은 하 루 평균 335 L의 물을 사용한다고 합니다. 하루에 20 L의 물을 이용해서 생활하기 에 도전해 봅니다. 먹고 씻고 그 외에 사용되는 모든 물이 포함되는 것입니다.

<출처 : http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=maummonthly&logNo=40191200050>

모둠별로 하루 동안 물이 사용되는 곳을 모두 적어봅니다.(단어로 최대한 많이 기 록).

모둠별로 물이 사용되는 곳 끝말잇기를 해볼까요? 모둠 대표가 나와서 칠판에 하나 씩 적으면 각자 활동지에 적으면 됩니다.

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생각 펼치 기1

물 운반 적정기술 -Q드럼

Q드럼은 적정기술의 대표 사례로 자주 언급된다. 한국에선 모 대기업이 광고에서 Q드럼을 소개해 널리 알려졌다. 적정기술은 보통 그 나라 환경과 문화에 적합한 기술을 일컫는다. 쿨만 대표는 적정기술에 대해

“장점을 주는 동시에, 원리가 간단하고, 누구나 쉽게 사용할 수 있는 기술”이라고 정의했다. (Q드럼을 이용 한 대기업 광고 : http://youtu.be/QhGgPouzj9o)

Q드럼은 도넛형 모양에 끈이 달린 물통이다. 아프리카에선 깨끗한 물을 먼 곳에서 매일 떠온다. 물부 족 국가인 아프리카에서 깨끗한 식수는 생명에 영향을 줄 만큼 매우 중요하다. 물 운반은 주로 여성이나 어린이들이 도맡는다. Q드럼은 물을 쉽고 빠르게 운반하도록 도와준다. 무거운 물통을 들지 않고 굴리면서 운반할 수 있는데다, 기존 물통보다 더 많은 용량의 물을 나를 수 있다. Q드럼은 내구성과 지속성도 높다.

Q드럼은 매일 사용해도 8년 이상 사용할 수 있으며, Q드럼을 끄는 로프가 끊어지거나 분실돼도 현지에서 손쉽게 교체할 수 있다.

“일반 물통 여러 개를 들 경우 한 사람이 한 번에 15리터 정도 옮길 수 있어요. 매일 수 킬로미터를 걸어서 운반해야 하죠. 매일 그런 활동을 반복하면 목이나 허리, 척추에 큰 무리가 옵니다. Q드럼을 이용하 면 50리터를 담을 수 있어요. 옮길 때 힘도 덜 들고요. 삶의 질도 더불어 높일 수 있죠.”

▲출처 : Q드럼 웹사이트

<출처 : http://www.bloter.net/archives/197988이지현 기자>

Q드럼의 장점을 3가지 이상 적어봅시다.

지름 50 cm, 높이 36 cm, 용량 50 L 일 때 내부 원기둥의 반지름은 얼마인가요?

Q드럼과 같은 용량의 육면체 통에 물을 넣어서 이동할 경우 더 힘이 많이 든다면 그 이유는 무엇 때문인지 설명해봅시다.

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생각 펼치 기2

바퀴의 원리 –자전거 바퀴의 진화

[칼럼] 자전거 바퀴가 바뀌다

- 26인치에 비해 장애물이나 평지, 언덕 등 모든 길을 더욱 빠르게 달릴 수 있는 29인치 바퀴가 처 음 등장 했을 때 시장의 반응은 미비했었다. 그러나 게리 피셔의 부단한 노력으로 2004년부터 29인 치 자전거의 UCI 경기 출전이 허용되면서 관련 부품들이 시중에 유통되기 시작했다. 그리고 마침내 2012년 월드컵에서는 ‘빅 휠(Bid Wheel)’을 채용한 자전거들이 모두 포디엄에 올라 26인치 자전거의 시대의 퇴보를 간접적으로 예고했다.

29인치는 분명 산악자전거(MTB)의 탄생과 함께 오랜 시간 확고한 입지를 다져온 26인치에 비해 뛰 어났다. 그러나 신장이 작은 사람들에게 바퀴와 프레임이 모두 커져버린 29인치는 다소 부담스럽게 여겨졌다. 그래서 어떤 이들은 거친 길을 빠르게 누빌 수 있는 29인치의 이점을 포기하고 26인치로 돌아가기도 했다. 이 때, 니노 수터는 29인치와 26인치의 장점을 고루 배합한 27.5인치 자전거에 올 라 월드컵 대회 우승을 차지하며 커다란 반향을 일으켰다.

같은 높이의 장애물을 통과한다는 가정 하에서는 바퀴가 클수록 진입각도가 낮아진다. 이는 서스펜 션이 충격을 흡수 할 수 있는 범위인 트레블(Travel)의 길이가 짧더라도 장애물을 원활히 통과 할 수 있고 평균속도 유지도 수월하다는 것을 의미한다. 그 만큼 라이더의 힘 손실이 줄어들어 오랜 시간 먼 길을 달리기에 유리한 것이다. 또한 아래에서 위로 전해지는 수직 진동과 구름저항도 줄어들어 거 친 길에서도 보다 편안하고 안정적인 라이딩이 가능해졌다. 게다가 타이어 마찰 면적도 늘어나 접지 력과 제동력에 보탬이 되고, 급커브를 빠르게 탈출 할 수 있는 등의 효율적인 라이딩이 가능하다.

출처 : <바퀴(baqui) vol 29, 자전거 바퀴가 바뀌다 : Editor's B-Edition> http://piaarang.com/311

자전거 바퀴의 크기에 대해 새롭게 알게 된 사실을 기록해봅시다.

같은 재료를 이용해 바퀴를 만든다면 큰 바퀴의 단점은 무엇일까요?　　　　　　　　

거꾸로 올라가는 바퀴 영상을 보며 왜 올라가는지 모둠별로 토의한 후 발표해봅시다. _{<영상 :}http://tvpot.daum.net/v/PUA0w6iDUto%24>

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생각 펼치 기3

바퀴의 원리 - 수레

수레의 역사

수레의 탄생은 인류가 무거운 물건들을 먼 곳으로 이동 시키면서 더욱 쉽게 일을 하기 위해 서 처음에는 통나무를 이용하였고 통나무의 둥근면을 보고 바퀴를 만들어 사용한 것이 수레의 시초라고 할 수 있다. 수레의 발전에 큰 기여를 한 것은 전쟁이었다. 말이 끄는 전차를 이용해 정거리의 이동이 가능하게 만들고 강력한 무기로 사용되면서 더욱 가볍고 강력한 전차를 만들 기 위하여 기술적인 발달이 있었다. 반면 수레가 사용되지 않았던 문명으로는 아메리카가 있는 데 그곳은 산악지대여서 수레를 이용하는 것보다 인력을 사용한 도구가 발달하였다.

출처 :http://www.itechedu.com/bbs/board.php?bo_table=nie&wr_id=88

수레를 사용할 때 장점을 적어봅시다.

수레 바퀴의 역사에서 바퀴의 크기에 비해 축의 지름은 점점 작아지는 걸 확인할 수 있다.

자전거에서 축바퀴의 원리가 이용되는 어느 곳인지 찾아보고 왜 그런 구조로 설계했는지 설명 해봅니다.

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생각 펼치 기4

돌림힘 – 반자동 인형 만들기

반자동 인형 만들기

^준비물몸통 나무, 나무볼, 9자형 나사핀, 클립, 종이 숟가락, 면실, 빨대

^활동

1. 몸통 나무에 나무 볼을 붙인다.

2. 9자형 나사를 붙여, 구멍을 수직으로 하고, 그 구멍 가운데에 클립을 꽂는다.

3. 1장의 종이 숟가락을 두꺼운 면실이 통하도록 4개의 구멍을 뚫어 두고 2장을 반으로 자른 다.

4. 양팔, 양다리가 되는 것처럼, 종이 숟가락을 클립으로 끼운다.

5. 두꺼운 면실을 평행하게 하고 구멍 → 빨대 → 구멍을 통과시켜 묶는다.

6. 양손으로 실을 잡고, 반 바퀴를 돌려 인형을 조종한다.

<출처 :http://blog.naver.com/bb1121kim/110093197361>

실을 조종하면 인형이 회전하는 이유는 무엇일까요?

인형 팔의 길이에 따라 회전하는 정도는 어떻게 변화하는지 관찰해봅시다. 그 이유는 무엇 일까요?

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생각 펼치 기5

물의 운송 – 물수레 지기

수도국산 달동네 박물관

한국 전쟁이 발발하면서 남쪽으로 피난 갔던 사람들이 잠시나마 거주할 곳을 찾다 산비탈에 집을 지어 모여 살게 된 것이 달동네의 시초이며, 본격적으로 달동네가 형성되기 시작한 것은 1960년대 이후로 산 업화가 시작되면서 농촌에서 도시로 인구가 유입될 때입니다. ‘달동네’는 높은 산자락에 위치해 달이 잘 보인다는 의미, 혹은 월세방이 많은 동네라는 의미로 ‘달나라 천막촌’에서 비롯되었습니다. 1950년대 말

~ 1960년대 중반 사이에 도심에서 쫓겨난 판자촌 주민들은 정부가 정한 지역에 천막을 치고 살았는데, 밤에 누우면 밤하늘의 별이 보인다고 해서 생겼습니다. ‘달동네’가 널리 쓰인 것은 1960년 TV 일일연속 극 [달동네] 방영 이후입니다. 어려운 처지 속에서 보듬고 살아가는 달동네 사람들의 애환을 그린 이 연 속극이 큰 인기를 누리면서 이후 ‘달동네’는 불량 노후 주택이 모여 있는 산동네의 대명사가 되었습니다.

<출처 : 의정부시 블로그 행복기자단 2기 이미자 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hope_city&logNo=220090483367>

달동네까지 물이 공급되지 않아서 아래쪽 동네에서 물을 길어다 사용해야 했습니 다. 이 때 사진과 같이 물지게를 이용해 했고 나중에는 ‘물지게 지기’라는 직업까지 등장했다고 합니다. 물통을 그냥 드는 것과 비교했을 때 물지게의 장점은 무엇일까 요?

물지게의 장점을 과학적인 원리로 설명해봅시다.

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생각 펼치 기6

물의 운송 – 히포롤러 그 다음은

히포롤러

히포롤러는 큐드럼과 비슷한 것으로 소재도 큐드럼과 같은 LLDPE로 만들어졌다. 최대 90 L까지 물을 담을 수 있다. 사이즈는 50×50×65 cm, 무게는 8.5 kg이다. UV 차단 기능을 가지고 있어서 햇볕 아래 서도 물의 온도를 유지할 수 있고 입구는 튼튼한 마개와 안전핀으로 고정되어 있어서 셀 염려가 없다.

가격은 우리 돈으로 11~12만원 정도라서 무시할 수 없는 가격이다. 그래서 현재는 보급의 형태로 공급 되고 있다.

강철로 된 손잡이로 롤러를 밀거나 당길 수 있는 점이 큐드럼과 가장 다른 점이다. 손잡이는 마찰과 마 모를 줄이고, 롤러 중심부의 빈 부분의 수명을 연장하기 위해 양끝 부분이 특수 소재로 만들어졌다.

<출처 :http://blog.naver.com/caraart/90177322091>

히포롤러는 큐드럼의 단점을 보완하며 등장한 적정기술 중 하나입니다. 끈이 아닌 강철 손잡이의 장단점을 적고 왜 그런지 과학적으로 설명해봅시다.

큐드럼과 히포롤러보다 더욱 발전된 물 운송 도구를 모둠별로 설계해보자. 이 때 큐드럼과 히포롤러를 설명할 때 나왔던 과학적 원리가 아닌 다른 원리를 반드시 하 나씩 포함해서 설계해봅시다.

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생각 나누 기

내가 설계한 적정기술

모둠별로 설계한 작품에 대한 설명회 준비를 한 후 발표회를 가져봅시다. 기준 분야에서 가장 중요하게 생각하는 점을 각각 적고 그에 따라 모둠별로 평가해봅시다. 평가할 때 서로의 생각을 적극적으로 나누며 더욱 발전된 작품이 나오도록 합니다.

기준 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조:

과학성 ( )

기술성 ( )

예술성 ( )

창의성 ( )

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활동

되돌 아보 기

물의 운반을 이용한 적정기술

‘깨끗한 물 없이 생활하기’에서 우리는 어떤 활동을 했나요?

생활하며 낭비하고 있는 물은 무엇이 있을까요?

적정기술은 무엇일까요? 우리가 체험한 것과 어떻게 연결 지을 수 있을까요?

평가 방법

평가

상 중 하

자기 평가

감성적

창의적 설계

◆ 물 운반 도구를 설계할 때 아이디어가 새로웠나요?

◆ 물 운반 도구를 설계할 때 어려운 점들을 슬기롭게 해결했나 요?

동료 평가

감성적 체험

◆ 우리 모둠은 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이루어졌나요?

자유롭게 쓰기

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에너지 없이 생활하기

6~8차시

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에너지 문제의 심각성

생각 열기

다음 인터넷 신문 기사를 읽고 생각을 적어보자.

[에너지 경제 신문]

에너지와 관련해서 거역할 수 없는 두 개의 법칙이 있다. 우주가 가지고 있는 에너지의 총량 은 일정하며 창조되거나 소멸되지 않는다는 에너지 보존의 법칙, 즉 열역학 1법칙이다.

에너지는 연료가 가지는 화학에너지에서 터빈의 기계적 에너지로, 곧 전기에너지로, 그리고 산업의 동력이나 열에너지로 바뀌어 가며, 지구 안과 밖으로 옮겨 다닐 뿐 총량은 언제나 불변 한다는 법칙으로 누구도 범할 수 없는 에너지 계의 헌법 1조이다.

또 하나가 열역학 제2법칙으로 에너지를 사용하여 그 형태가 변할 때, 우주의 가용한 에너지 는 줄어들며, 대신 덜 가용한 에너지가 늘어난다는 법칙이다.

가장 가용성이 떨어지는 에너지가 열에너지이다. 한번 열에너지로 바뀌면 이를 가용한 에너지 로 모두 바꿀 수는 없다.

각종 전지나 LED조차도 가용한 에너지에서 열을 거치지 않으려는 노력에서 태어났지만 에너 지 형태가 바뀌는 과정에서 본의는 아니라도 크고 작은 열에너지를 발생한다.

현재는 온통 최초의 에너지원으로 화석연료의 폐해에 초점이 맞추어지고 있다. 수억 년 전부 터 동식물의 시신으로부터 만들어졌다는 화석연료를 산업 혁명 이후 200년 동안 탕진하기도 했지만 이보다는 화석연료의 사용에서 오는 이산화탄소의 발생과 이에 따른 지구 온난화 문제 의 심각성을 앞서 거론한다. 이런 관점에서 태어난 것이 태양, 풍력, 조력, 바이오에너지 등 신 재생에너지로 이산화탄소의 발생도 최소화하고 고갈되어 가는 화석연료의 대를 잇는 에너지로 지목한다.

그러나 오랫동안 농축된 높은 에너지 밀도의 화석연료를 그날 받은 태양에너지로, 그날 부는 바람으로 당장 이길 수는 없는 일이다. 더구나 탐사 또는 채굴 기술의 발달로 매장량과 가채량 이 늘어나고, 암석에 깃든 셰일가스로부터도 천연가스가 얻어지고 있어 화석연료에의 미련을 떨치기는 여간 어려운 일이 아니다.

각국정부는 이를 배출권거래제, 탄소세, 신재생에너지 공급 의무화제, 이름도 생소한 신재생에 너지 공급인증서 (REC) 가중치 등등 현재적 관점에서 인위적 잣대나 재화의 흐름으로 해결하 려 한다. 이것은 에너지 이상향을 그리는 완벽한 미래 시뮬레이션이 가능할 경우를 전제로 한 다. 태양에너지도, 풍력도, 바이오에너지도 거저가 아니며 단지 1차적 에너지인 화석연료를 다 른 것으로 바꾸는 일에 지나지 않는다. 이로 인해 예상치 못한 재앙이 지구 온난화의 그것보다 더 빨리 올 것을 배제하긴 어렵다.

<출처: 에너지 경제 신문 – 에너지 문제의 유일한 대안>

여러분들이 생각하는 에너지 문제의 심각성을 포스트잇에 점수로 적어봅시다.

위에 적은 에너지 문제의 심각성의 점수와 그 이유를 발표해 봅시다.

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생각 펼치 기1

에너지와 관련된 적정기술이란

유엔 환경 계획에 의하면 전 세계적으로 20억 명이 넘는 사람들이 전기를 공급받지 못한다고 한다. 특히 아프리카 지역에서는 10명 중 9명이 전기를 공급받지 못할 정도 로 개발도상국의 에너지 문제는 심각한 실정이다. 이렇게 전기를 사용할 수 없는 지역 에서는 나무, 폐기물 등을 사용한 바이오매스(Biomass) 연료를 사용하고 있다. 하지만 이러한 바이오매스 연료는 구하기 어렵고 효율성이 낮을 뿐만 아니라 환경오염과 건강 문제를 일으킨다는 단점이 있다.

선진국에서는 석유에 의존하는 에너지 구조를 개선하고 탄소 배출을 줄이기 위해 신 재생 에너지 연구 및 개발을 권장하고 있다. 하지만 이러한 새로운 기술들은 개발도상 국에서 여전히 어렵고 비싼 기술이다. 그렇다면 어려운 나라의 사람들이 쉽게 접근하 고 사용할 수 있는 기술은 어떤 것들이 있을까?

또한 이와 관련된 적정기술은 무엇이 있을까?

에너지 효율 개선

G-SAVER

겨울철 몽골 유목민을 위한 난방장치(국내 적정기술제품

1호)

태양열 태양열 충전램프 키란(KIRAN) 안전하고 실용적인 램프

여러분들이 생각하는 에너지 문제와 관련된 적정기술을 찾아봅시다. - 에너지 효율 개선, 태양열, 바이오매스, 자가동력

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생각 펼치 기2

적정기술 개발 프로세스 및 적용

적정 기술의 개발 프로세스는 어떻게 진행될까?

<(주)MG 적정기술 네트워크 이정훈 발표자료>

적정기술의 단계는 현지에서 현지인과 함께 문제를 찾고, 그 문제에 대한 분석을 한다. 이 과 정을 통해 지속 가능한 성장 모델로 만들고, 적정기술의 현지화를 수행하는 과정을 거친다.

이 사업을 정교화 하는 과정을 통해 현지인들의 창업과 취업까지 고려하게 된다.

그렇다면 우리나라의 전통 기술을 이용하여 적정기술을 현지화한 사례가 없을까?

자연 건조시의 미세먼지의 문제 및 기계식 건조 시 생기는 에너지의 비용을 온돌식 건조장으 로 문제를 해결하였다. <(주)MG 적정기술 네트워크 이정훈 발표자료>

우리나라의 전통 기술을 적용하여 적정기술로 다른 나라에게 도움을 줄 수 있는

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생각 펼치 기3

전통 기술 온돌의 원리를 알아보자!

우리나라의 전통 기술 중에 하나인 온돌의 원리를 알아보자!

^준비물

구들용 우드락 12장, 투명한 pet 관찰판 2장, 설명서, 구들의 구조 설명 스티커 1장, 나무 꼬챙이, 쑥뜸 2개

^활동

1. 바닥판을 조심스럽게 그리고 잘라낸다.

2. 구멍을 만들어 내고 조립한다.

3. 바닥을 정리하여 붙인다.

4. 굴뚝을 만든다.

5. 지붕을 지붕 지지대 위에 얹으면 완성된다.

6. 쑥뜸에 불을 붙인 후 아궁이 부분에 넣어준다.

온돌 만들기 활동을 통해 알게 된 과학적 원리를 찾아봅시다.

(27)

생각 펼치 기4

문제해결을 위한 방법 - 트리즈

트리즈는 무엇인가?

트리즈는 러시아의 ‘겐리히 알츠슐러(Genrich Altshuller)에 의해서 완성된 이론입니다.

알츠슐러는 1946년 카스피해의 해군에 입대하였습니다. 그는 13세 초등학생 때 특허를 취득할 정도 로 영리하고 실천적이었습니다. 그래서 입대 후에는 특허 부서에서 근무하게 되었습니다. 어느 날 선 박의 용접 부서에서 특허와 관련된 기술적 문제를 해결해 달라는 의뢰가 들어왔고 이에 알츠슐러는 뛰어난 지혜로 문제를 해결해 주었습니다. 그런데 3달이 지난 후에 잠수정과 관련된 고질적인 문제가 재발하였고 알츠슐러가 관여하게 되었습니다. 우연히 그 문제는 몇 달 전에 선박의 용접 부서에서 해 결했던 문제와 해결법이 일치한다는 것을 알았습니다. 그래서 단번에 그 문제를 해결하게 되었고 알 츠슐러는 군에서 유명해지기 시작했습니다. 또 다시 2개월이 지나서 구축함의 함포에 관한 기술적인 문제에 관여하게 되었는데 겉으로는 이제까지의 기술적 문제들과 전혀 다른 문제인 것 같았지만 근 본적으로 앞에서 해결한 두 문제와 해결 원리가 같았음을 알았고, 곧 문제를 해결 했습니다.

이러한 과정에서 알츠슐러는 “창의적 문제 해결에 어떤 공통된 원리가 있지 않을까?” 고민하였고, 이 를 바탕으로 1946년부터 1963년까지 러시아 특허 20만 건을 읽고 분석하게 되었습니다.

그리고 이러한 발명의 창조성 수준을 5가지 수준으로 분류를 하였습니다.

이 과정에서 이상적 해결책을 찾습니다. 이상적 해결책이란 비용이 거의 들지 않고 그 효과를 생각하 면 최대의 해답이라고 할 수 있습니다.

<출처 : 특허청 발명교육 원격연수 30시간 (트리즈) - 정호근 외>

트리즈로 문제를 해결한 사례를 찾아봅시다.

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생각 펼치 기5

에너지와 관련된 적정기술 생각하기

우리 주변에서 에너지를 문제를 직접 또는 간접적으로 해결할 수 있는 방법을 생각 해 보자! 우리나라의 전통기술에서 아이디어를 가져올 수도 있다. 또한 트리즈의 문제 해결 방법을 이용할 수도 있다. 다양하고 새로운 아이디어를 생각해 보자.

^준비물색연필, 싸인펜, 폼보드

예시 사례 – 자가동력으로 에너지를 사용할 수 있는 아이디어 경성대학교 – 이현주, 이으뜸 학생의 아이디어

줄넘기를 하면서 발생하는 운동 에너지를 모아서 손전등으로 사용할 수 있는 줄넘기

에너지 문제 해결을 위한 직접적 해결 방법인가? 아니면 간접적 해결 방법인가?

에너지 문제 해결을 위한 나의 아이디어 장점과 단점, 흥미로운 점을 PMI 기법을 사 용하여 작성해 봅시다.

아이디어 1 아이디어 2 아이디어 3 P (장점)

M (단점) I (흥미로운 점)

우리 모둠의 최종 아이디어는 무엇인가요?

(29)

생각 나누 기

우리조의 적정기술 발표회

모둠별로 조원이 만든 작품에 대한 설명회를 가지며 평가를 한 후 가장 우수한 작품 을 선정합니다.

과학성

기술성

예술성

창의성

우리 모둠별로 평가해봅시다. 모둠별로 기준 분야에서 가장 중요하게 생각하는 평가 기준을 각각 적고 그에 따라 평가해 봅시다.

기준 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조:

(30)

활동

되돌 아보 기

에너지 관련 문제를 해결한 적정기술

에너지 관련 문제 중에서 우리 모둠은 어떤 주제를 해결하는 활동을 진행 했나요?

에너지 관련 문제 중에 우리가 생활에서 해결할 수 있는 활동에는 무엇이 있을까요?

우리 모둠이 생각한 적정기술은 무엇일까요?

평가 방법

평가

상 중 하

자기 평가

감성적

창의적 설계

◆ 새로운 적정기술 아이디어가 새로웠나요?

◆ 새로운 적정기술 아이디어를 생각하고 구현할 때 어려운 점들 을 슬기롭게 해결했나요?

동료 평가

감성적 체험

자유롭게 쓰기

(31)

에너지 없이 생활하기 6~8차시

건강하게 생활하기

9~10차시

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선진국과 개발도상국의 평균 수명은?

생각 열기

다음 내용과 질문을 읽고 자신의 생각을 표현해봅시다.

전세계인구가 69억 명이다. 그중에서 중국 인구가 13억 명, 인도 인구가 12억 명, 아프리카 인구가 10억 명이다. 이 셋을 합하면 35억 명으로 세계 인구의 절반이 넘는다.

후진국일수록 남녀 평균수명이 짧고 인구증가율이나 출산율이 높고, 선진국일수록 남녀 평균 수명은 길고 인구증가율이나 출산율은 낮다. 이것은 빨리 죽을수록 그 인력을 대체하기 위해서 빨리 많이 낳고, 늦게 죽을수록 그 인력을 대체할 필요가 없기에 천천히 적게 낳는 것으로 보 인다. 그리고 후진국일수록 보건 위생의 낙후, 질병 문제의 미해결로 인해 영아사망률이 높기 때문에 상쇄된 만큼을 더 낳게 된다.

평균수명, 인구증가율, 출산율, 영아사망률 등이 도시화와 상당한 관련을 맺고 있다는 것을 알 수 있다. 선진국일수록 도시화가 진행되어 있으며, 후진국일수록 도시화를 향해서 달려가고 있 다는 것을 알 수 있다. 이는 도시의 보건 위생과 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다.

후진국과 선진국의 평균수명이 거의 20살 차이가 난다는 것은 가히 충격적인 사실이다. 이것 이 자연적, 사회적 환경에 의해서 상당히 많이 좌우된다는 것을 볼 수 있다. 이런 자연적, 사회 적 환경을 만든 것은 사실 인간의 과학과 기술에 의해서다. 그러므로 과학과 기술의 발전에 의 해서 인간의 수명이 어디까지 연장될 수 있을지 자못 궁금해진다. 정말로 120살까지 건강하게 살 수 있을지도 모르겠다는 생각이 현실적으로 들리기 시작했다.

세계적인 빈곤은 아프리카와 아시아에 집중되어 있다. 이 두 지역이 전 세계 인구의 절반 이 상을 차지하고 있다. 따라서 7대륙 중 아시아와 아프리카의 문제를 해결하지 않는다면 나머지 대륙이 아무리 노력을 한다고 해도 지구적인 기아와 빈곤과 질병 문제는 해결할 수 없다. 이 두 대륙에 많은 관심과 노력을 기울일 때이다.

<출처: ‘2010년도 세계인구현황보고서’에서 발췌>

건강하게 살기 위하여 여러분들이 생각하는 질병 문제를 해결할 수 있는 방법을 생각해 봅시다. 그리고 우리가 할 수 있는 노력을 포스트잇에 적어봅시다.

질병 문제의 해결을 위한 우리의 직접적인 노력과 간접적인 노력을 나누어 발표해 봅시다.

(33)

생각 펼치 기1

보건의료와 관련된 적정기술이란

유엔인구기금(UNFPA)이 발표한 2010 세계인구현황보고서에 의하면 선진국의 경우 남녀의 평균 수명이 각각 74.2세와 80.9세 인 반면, 개발도상국은 64.6세와 68.1세로 10년 이상의 차이 를 보이는 것이 나타났다. 특히 아프리카 지역은 아프가니스탄의 남성 평균 수명이 44.7세, 여성 44.6세일 정도로 빈곤 국가의 평균 수명은 극히 낮은 것으로 조사되었다.

이렇게 낮은 평균 수명은 열악한 보건, 의료 환경에서 기인한다. 말라리아와 HIV를 비롯한 전 염병, 그리고 전쟁과 재난으로 인한 피해와 부상에도 불구하고 제대로 치료받을 수 있는 병원, 의약품 등이 부족하다. 또한 의료 인력의 부족으로 인해 제대로 치료받을 수 없다.

이러한 사람들에게 적정기술은 어떻게 도움을 줄 수 있을까? 전염병을 예방할 수 있는 작은 제 품이나 시설이 될 것이고, 응급 시에 빠르게 이동할 수 있는 수단이 생명을 살릴 수 있을 것이 다. 또한 저개발 지역에서도 현대 의료 기술의 접근을 가능하게 해 줌으로써 많은 질병을 진단하 고 치료를 가능하게 할 수 있을 것이다.

<출처: ‘이웃을 위한 적정 과학 기술 100선’에서 발췌>

보건 의료

퍼머넷 (Perma net) - 말라리아 모기로부터

사람들을 보호해 줄 수 있는 모기장

폐기물 이나 쓰레기

피푸백(Peepoo Bag) -휴대용 위생 변기 피푸백

여러분들이 생각하는 보건 의료 및 질병 문제와 관련된 적정기술을 찾아봅시다. - 보건 의료, 폐기물 및 쓰레기 처리

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생각 펼치 기2

적정기술을 위한 우리의 노력

다음 내용과 질문을 읽고 자신의 생각을 표현해봅시다.

당신의 쓰레기를 누가 가져가는지 아십니까?

극도의 유해 물질을 포함한 쓰레기가 지구 전역으로 운송되고 있다. 이러한 쓰레기를 수입하 는 곳은 어디일까? 바로 개발도상국이다. 선진국에서 개발도상국으로 유해 쓰레기를 수출하기 때문에 수입한 개발도상국 국민들은 심각한 건강 문제를 야기할 수 있다.

이러한 쓰레기로 인하여 중금속 오염 등의 심각한 2차 문제로 미래 세대 아이들에게도 치명 적인 문제를 안기고 있다.

이러한 문제를 위해서는 범세계적인 협조가 필요하다. 1992년5월 5일에 바젤 협약으로 전자 쓰레기의 수출이 금지되었지만, 아직도 기부나 재활용 등의 다양한 방법으로 버려지고 있다.

또한 이러한 곳은 쓰레기 수거의 문제도 심각하다. 특히 빈민가의 쓰레기는 수거가 불가능하 다고 인식되어 정부가 처리할 수 있는 용량을 초과한 상태이다. 이러한 쓰레기가 계속 방치된 채 쌓이면서 장티푸스, 이질, 설사, 콜레라 등의 전염병의 원인이 되고 있다.

폭풍우가 쏟아지면 이러한 쓰레기 더미들이 떠내려가 수원을 오염시킨다. 전 세계 6천여 명이 매일 수인성 전염병으로 죽고 있으며, 이러한 전염병의 대부분은 충분히 예방할 수 있는 질병 들이다.

쓰레기 문제에 대하여 우리가 할 수 있는 노력을 STEEP 분류로 작성해 봅시다.

(35)

생각 펼치 기3

문제해결을 위한 방법 - 트리즈

다음은 인도네시아에 사는 하루의 이야기입니다.

하루의 집은 양계장을 하고 있습니다.

양계장에서 달걀에 유통기한을 표시하고자 할 때 먼저 달걀을 수집하고 나서 달걀 표면에 하나 하 유통 기한이 적힌 도장을 찍는 작업을 다시 해야 합니다.

하지만 이렇게 작업을 할 경우 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 인력 소모가 발생하는 기술적 모순 을 가지고 있습니다.

어떻게 하면 달걀을 수집하는 작업과 달걀 표면에 하나하나 유통 기한이 적힌 도장을 찍는 작업 을 간소화하여 효과적으로 이 문제를 해결할 수 있을까요?

여러분들이 트리즈 40가지 원리를 이용하여 하루의 문제를 해결해 주세요!

달걀 수집

유통기한 표시 트리즈를 이용하여 문제 해결 방법을 생각해 봅시다.

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생각 펼치 기4

건강하게 살기 위한 적정기술

건강하게 살기 위한 직접 또는 간접적인 방법들을 생각해봅시다! 이러한 문제 해결에 트리즈를 이용할 수도 있으며, 다양하고 새로운 아이디어를 생각해 봅시다.

준비물색연필, 싸인펜, 폼보드

예시 사례 – 긴급 의료 수송 기구(Bambulance) Niki Dum의 아이디어

저비용, 고효율의 응급 의료 수단

위의 예는 건강하게 살기 위한 직접적 해결 방법인가요? 아니면 간접적 해결 방법인 가요?

건강하게 살기 위한 나의 아이디어 장점과 단점, 흥미로운 점을 PMI 기법을 사용하 여 작성해 봅시다.

아이디어 1 아이디어 2 아이디어 3 P (장점)

M (단점) I (흥미로운 점)

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생각 나누 기

우리조의 적정기술 발표회

모둠별로 조원이 만든 작품에 대한 설명회를 가지며 평가를 한 후 가장 우수한 작품을 선정합 니다.

과학성

기술성

예술성

창의성

우리 모둠별로 평가해봅시다. 모둠별로 기준 분야에서 가장 중요하게 생각하는 평가 기준을 각각 적고 그에 따라 평가해 봅시다.

기준 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조: 조:

과학성

기술성

예술성

창의성

(38)

활동

되돌 아보 기

건강하게 살기위한 적정기술

건강하게 살기 위한 문제 중에서 우리 모둠은 어떤 문제를 해결하는 활동을 했나요?

건강하게 살기 위한 문제 중에 우리가 생활에서 해결할 수 있는 활동 또는 분야는 무엇이 있을까요?

우리 모둠이 생각한 적정기술은 무엇일까요?

평가 방법

평가

상 중 하

자기 평가

감성적

창의적 설계

◆ 새로운 적정기술 아이디어가 새로웠나요?

◆ 새로운 적정기술 아이디어를 생각하고 구현할 때 어려운 점들 을 슬기롭게 해결했나요?

동료 평가

감성적 체험

자유롭게 쓰기