• 생체의공학자 ___ 23 생체의공학자 ___ 23 • 바이오환경전문가 ___ 7

• 바이오환경전문가 ___ 7

• 생체의공학자 ___ 23

융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발의 의의 1

세상의 해결할 가치가 있는 문제들은 모두 얽혀있습니다 그 문제의 성격 문제 해결과 정 해결방법 등은 모두 융합적입니다 융합은 서로 다른 것을 화학적으로 결합하는 것 으로 마치 서로 다른 색의 물감을 섞으면 또 다른 색깔이 만들어지는 것에 비유할 수 있습니다 우리가 사는 세상은 다양화 다원화 정보화 세계화되면서 문제들이 복잡하게 더 얽히는데 예를 들어 화석연료 에너지로 인한 지구온난화나 환경오염 잦은 이동에서 오는 전염병 식량난 급속한 과학기술의 발전 생명의 신비와 유전 세 건강을 위한 노력 등은 모두 여러 사람들의 지혜를 모아야 해결 전망이 보이는 과제들입니다 즉 자 연과 인간 사회가 직면하는 문제는 복합적이고 그 해결도 쉽지 않습니다 그래서 융합적 접근방법이 필요합니다

우리의 삶이 서로 연결되어 있듯이 학교에서 배우는 교과의 내용들도 서로 연결되어 있습니다 과학 교과서에 나와 있는 문제들은 기술이나 수학 등 다른 교과서의 문제와 연결되어 있고 우리의 일상생활이나 직업 세계의 문제들과도 연결되어 있습니다 우리 들은 이런 복잡한 문제들을 서로 다른 생각과 해결책을 가진 사람들과 더불어 해결해나 가야 합니다 문제해결에 참여하는 우리는 다른 의견을 받아들일 수 있는 개방적 자세와 한 주제나 문제를 다양한 각도에서 바라보는 융통성 있는 시각을 가져야 합니다 특히 남과 다른 나만의 독특한 견해를 구축하고 문제해결과정에 참여해야 합니다 서로 다른 시각을 가진 사람들이 모였을 때 다양한 각도의 문제해결책이 나올 수 있습니다 개인적 독특성과 독특한 개인이 모인 집단의 다양성이 융합되어 복잡한 문제를 창의적으로 해 결할 수 있는 방안이 생겨납니다

융합인재교육 은 기본적으로 과학과 기술 실과 기술 가정 특성화고 직업 관 련교과를 포함 수학 예술 사회 등을 서로 연결하여 공부하는 방식입니다 특히 그런 공부를 실생활과 직업세계로 연결해보는 매우 실제적인 공부를 지향합니다 더 많은 실험 기회와 더 주의 깊은 관찰 실습과 실기를 통해 기술을 정교하게 다듬는 기회 열린 마음 으로 문제를 곰곰이 생각하고 그 해결방안을 창의적으로 궁리해보는 기회 문제해결에 성 공하거나 혹은 실패하더라도 다시 도전해보는 자세 그로부터 자신감을 갖기를 바라는 것 입니다 풀만한 가치가 있는 문제일수록 혼자서 하기보다 여럿이 하는 데서 서로 배울 수 있습니다 문제해결과정에서 서로 다른 견해의 존중 더딘 이해와 실패를 견뎌주는 배려 상호 협력과 협동은 매우 중요합니다 여기에 융합인재교육의 의의가 있습니다

융합인재를 기르기 위한 진로교육의 중요성 2

우리는 학교 공부를 통해 온갖 것을 배우지만 주로 공부하는 법 일하는 법 살아가는 법 을 배웁니다 특히 자신의 관심과 흥미가 저절로 가는 공부와 일 그간 열심히 해서 잘 할 수 있는 공부와 일 그리고 내 장래를 생각할 때 꼭 필요하고 해야 하는 공부와 일을 찾아 서 스스로 할 때 언젠가는 나의 갈 길을 찾아갈 수 있습니다 공부를 하면 지식 기술 태 도 등 우리 눈에 보이지 않는 것을 익히게 됩니다 눈에 보이지 않지만 내 몸과 마음 그리 고 머릿속에 차곡차곡 기억되어 어느 누구도 빼앗아갈 수 없는 귀한 자산을 쌓는 것입니다 그것들은 언젠가 문제나 상황에 처했을 때 나타나고 발휘됩니다 우리가 찾아가는 길은 어 릴 때에는 공부하는 길이고 나중에는 일하는 길입니다 자기가 좋아하는 학업진로와 직업 진로를 잘 찾는다면 그것은 우리 인생에서 엄청난 행운이고 축복이 될 것입니다

사람의 수명은 길어지고 과학기술의 발전에 따라 직업 기술이나 기업의 수명은 더 짧 아져서 우리는 일생을 두고 여러 직업에 종사할 가능성이 높아졌습니다 하나의 직업은 다른 직업과 연결되어 있으며 한 직업이나 기업에는 온갖 일을 하는 사람들이 모여서 함께 협동해서 일하고 문제를 해결해 나갑니다 이 자료에는 사람의 질병 치유와 건강을 도와주는 헬스케어와 같은 보건의료 서비스에 관련된 직업들과 생명의 신비를 밝히는 유전기술과 건강을 돕는 의공학 기술을 연결하는 직업들이 몇 가지 소개되어 있습니다 물론 이 분야에는 여기에 소개된 것보다 더 많은 직업이 있습니다 여기 소개된 직업을 대할 때 어떤 학생은 매우 흥미를 느낄 수 있고 어떤 학생은 나와 상관없는 일이라고 판단할 수도 있습니다 그러나 보건의료는 나와 직업적으로는 상관없을지 몰라도 일상생 활에서는 결코 빼놓을 수 없는 직업들입니다 직업적인 면에서도 직접적이지는 않을지라 도 언젠가는 간접적으로 관계될 수도 있습니다

인간의 수명이 늘어날수록 건강에 대한 관심은 높아지고 이에 따라 이와 관련된 직업 의 종류는 점차 늘어날 것입니다 미국의 한 조사에 따르면 년까지 전체 직업 중

관련 일자리는 나 증가할 것이라고 합니다 수학 관련 일자리 컴퓨터 시스템 분석 소프트웨어 개발 의료 과학 생명공학 관련 일자리가 나 증가할 것이라고 예측하고 있습니다 여러분이 여기에 제시된 프로그램을 실험하고 실습해나가면서 내 소질과 적성이 어디에 있는지 내 관심과 흥미가 어디에 있는지 내 가 좋아하는 공부와 일 내가 잘 할 수 있는 공부와 일 내가 할 필요가 있고 해야겠다 고 꿈꾸는 공부와 일을 어느 순간 찾는 행운 을 누리기를 기대합니다

융합인재교육(STEAM) 프로그램의 흐름도 3

본 교재의 프로그램은 진로교육과 관련된 융합인재 양성이 목적이므로 진로를 학생들 의 꿈 으로 보고 꿈을 꾸고 키우며 펼친 후 최종적으로 꿈을 다지는 흐름으로 전개하 였습니다

융합인재교육(STEAM) 프로그램의 단계 4

프로그램 단계 단계별 수행 내용

• 학생들이 자신의 상황으로 느끼고 흥미를 끌 수 있는 소재를 사용하여 상황제시

• 관련 전문가들이 활동하는 모습을 제시함으로써 직업에 대한 관심 유도 상황 제시

• 자연스럽게 따라가다 보면 원리를 이해할 수 있는 치밀한 설계

• 관련 직업에 필요한 기능을 파악하고 전문가 활동을 할 수 있는 설계 창의적 설계

• 본 직업을 통해 느낄 수 있는 긍정적인 감성 체험 감성적 체험

• 미래 유망 직업을 체험하고 커리어패스를 경험하는 것을 통해 학생들 자신의 미래를 설계해 보는 과정, 도전의식 고취

진로 설계

융합인재교육 프로그램의 단계는 다음과 같이 전개됩니다

생명 ‧ 의공학 직업 관련 프로그램 5

학교급 적용

시기 교과 단원 시

수 프로그램명 관련 직업 STEAM 요소

초 3-4 3-1 3-2 4-1 4-2 4-2

과학 도덕 과학 국어 국어

3. 동물의 한살이 4. 생명을 존중해요 3. 식물의 한살이 2. 서로 다른 의견 6. 여러 가지 의견

3

유전공학이 펼쳐내는 새로운 세상

유전공학자 S,A

3-2 4-2 3, 4

과학 과학 미술

2. 동물의 세계 1. 식물의 세계 [표현영역] 주제표현

3 자연에서 찾은 지혜, 생체모방

생체모방

공학자 S,T,E,A

초 5-6 5-1 5, 6

과학 실과

4. 작은 생물의 세계 [가정생활] (4) 쾌적

한 주거와 생활 자원 관리

3 사람과 자연을 살리는 전문가

바이오환경

전문가 S,T,E,A

5-2 5, 6

과학 미술

1. 우리 몸

[표현영역] 주제표현 3

생체공학 사이보그, Dreams come

true!

생체의공학자 S,T,E,A

중학교

7-2 과학 기술

4. 광합성

4. 정보통신과 기술 2 생명의 신비를 밝힌다

생체계측 의료기기

개발자

S,T,A,M

8-1 9-1

과학 기술

4. 소화와 순환

5. 생명기술 4

질병으로 고통받는 사람들에게 새로운

삶을!

인공장기

개발자 S,T,E,M

8-1 9-1

8

과학 기술

미술

4. 소화와 순환 3. 전기전자기계술 5. 생명기술 산업디자인

4 보이지 않는 작은 의사

의료용 나노로봇

개발자

S,T,E,A, M

고등 학교

고1

과학 기술‧

가정

Ⅰ. 별과 우주

Ⅲ. 생명의 탄생

Ⅴ. 과학적 건강관리

Ⅳ. 미래 기술과 사회

3 미래의 황금알, 신약을 개발하라!

신약 개발

연구원 S,T,E,A

고3

고1

생명 과학I

I 기‧가

2-1. 유전자와 형질 발현

2-2. 생명 공학

Ⅳ. 미래 기술과 사회

3 생명의 정보, 내가 다룬다!

생명 정보

연구원 S,T,E,A

고1

고3 고1

생명 과학I

I 기‧가

Ⅴ. 인류의 건강과 과 학기술

2-2. 생명 공학

Ⅲ. 기술 혁신과 설계

3~

4

의학과 공학의

아름다운 Fusion 의공학자 S,T,E,A, M

∙바이오환경전문가∙

사람과 자연을 살리는 전문가

프로그램 1

사람과 자연을 살리는 전문가

오늘날 지구환경 문제 해결은 국제사회의 중요한 과제입니다. 이를 해결 하고 자연 생태계를 보전하기 위해 바이오자원(동물, 식물, 곤충, 미생물 등) 을 활용한 최첨단 과학기술이 다양하게 개발･적용되고 있습니다. 이것은 자 연이 스스로 환경오염 물질을 정화하는 능력을 가지고 있다는 것에서 착안 된 것입니다. 특히 미생물은 환경오염 물질을 정화하는데 큰 역할을 하고 있습니다.

우리는 5학년 1학기 과학 ‘4. 작은 생물의 세계’ 단원에서 우리 주변의 작 은 생물을 관찰하고 특징을 알아보았으며, 효모균, 유산균과 같은 미생물들 이 우리 생활에 주는 영향에 대해서도 공부했습니다. 이번 수업에서는 바이 오환경전문가가 무슨 일을 하는지 알아보고, 바이오환경전문가가 되어 친환 경기술 개발을 경험해보도록 하겠습니다.

여기서 우리는,

▒바이오환경전문가가 하는 일을 알아봅니다.

▒바이오환경전문가가 되어 바이오자원을 이용한 친환경기술을 개발해봅니다.

▒바이오환경전문가로의 진로를 생각해봅니다.

OECD 국가 중 농약 사용량 1위, 비료 사용량 4위...

우리 농업의 슬픈 현실

상황제시

인류는 수천 년 간 할아버지, 아버지, 아들이 세대를 이어서 같은 땅에서 농사를 지어 왔습니다. 식물성, 동물성, 광물질 및 해조류 등 자연의 원료로 농사를 지었을 때에는 지 금처럼 심각하게 환경오염이나 사람들 건강에 문제가 발생되지 않았습니다. 그러나 최근 약 50여 년간 화학비료 및 화학농약이 급속히 개발･보급되면서 토양이 파괴되고 생명력 을 잃게 되었습니다.

미생물, 즉 균은 나쁜균(해균)이든지 좋은균(유용균)이든지 자연의 입장에서 보면 소중 한 자식들입니다. 그러나 인간의 입장에서는 농작물에 피해를 주고 소득을 떨어뜨리기 때문에 사람들은 이러한 균들을 없애려고 합니다. 자연 생태계는 유용균이 90% 이상이 고 해균이 10% 미만이라고 합니다. 10% 미만에 해당되는 해균을 죽이기 위해서 과다하게 화학제품을 사용할 경우 해균에 대항할 수 있는 90% 이상의 유용균도 죽이게 되어 빈대 잡다가 초가집을 태우게 되는 격이 됩니다.

살충제, 살균제, 화학비료, 항생제, 축산 퇴비, 제초제... 거의 모든 사람들은 생명력 에 반하는 이러한 물질들로 생산한 먹거리를 매일, 평생 동안 먹고 있습니다. 여기저기 배추밭 고랑에 요소비료가 하얗게 뿌려져 있습니다. 요소비료가 지천으로 널린 까닭에 배추는 짙은 초록색이다 못해 검은 초록이 됩니다. 배추는 고랑에 내려뻗은 실뿌리로 요소를 빨아먹어 몸을 키우지만 고랑에 자라나던 풀들은 가까이 뿌려진 요소비료가 독 이 되어 말라갑니다. 어디 배추밭뿐이겠습니까?...

생각 쑥쑥!

󰊱 사람들이 만든 기술에 의해 자연환경이 파괴된 것을 본 경험이 있나요?

󰊲 자연도 살리고 사람도 살리는 방법(친환경기술)에는 무엇이 있을까요?

󰊳 자연도 살리고 사람도 살리는 직업에 대해서 어떻게 생각하나요?

지구를 살리는 대변혁!

EM(유용미생물, Effective Micro-organisms)의 탄생

상황제시

생명의 가장 작은 단위인 미생물은 현미경 이 발명되면서부터 존재가 확인되었고, 그 종 류와 수가 천문학적입니다. 이를테면, 토양 1g 속에는 수천만에서 수억 개의 미생물이 공존 하고 있습니다. 이들 토양미생물 중에서 90%

를 차지하는 유용미생물(EM)은 식물생장에 크 게 공헌하고 생태계를 회복시켜주는 매우 중 요한 미생물입니다. 유용한 미생물들을 모아놓 은 EM은 단지 농사용 보조제가 아니라 ‘생태

계의 복원’이라는 차원 높은 개념이며, EM은 지구의 자연환경과 인간의 조화를 위한 환경문제를 근원적으로 풀어줄 수 있는 환경기술이자 새로운 과학지식입니다.

☺ EM 기술의 탄생!

일본의 히가 데루오 박사는 화학비료와 농약의 사용 을 당연시 하였으며, 유기비료나 자연농법에는 별 관심 을 기울이지 않았습니다. 그는 일본의 남쪽 지역인 오키 나와에 밀감을 재배하는 연구를 하고 있었는데, 이때 농 약을 대량으로 사용하였습니다. 그런데 농장에 가기만 하면 몸이 좋지 않다는 것을 느끼게 되었습니다.

히가 박사가 미생물 연구를 본격적으로 시작한 것은 중동의 사막에서 야채재배 지도를 한 이후부터입니다.

농약으로도 억제할 수 없는 강력한 병에 걸린 모종을 빼내서 주방의 오수가 흐 르는 도랑에 담가 놓으면 이윽고 모종은 건강하게 되어 새로운 뿌리를 내렸습 니다. 이것을 본 그는 생물로 조절할 수 있는 것을 생각하지 않고 너무 화학물 질에만 의존하면 안된다는 것을 느끼게 되었고 미생물 연구에 몰두하기 시작했 습니다. 그 결과, '작물이 잘 성장하고 병에 걸리지 않으며 수확량이 증가하고 맛도 좋은 조합법'을 발견해냈습니다. 유용미생물, 즉 EM은 이렇게 해서 탄생한 것입니다.

☺

나만의 쌀뜨물 EM 발효액 만들기

창의적 설계

☺ EM(유용미생물)의 활용

EM은 80여종의 미생물을 배양한 액체입니다. 이 물질을 농업에 사용하면 토양 에 남아있는 농약을 분해해 땅의 에너지를 회복시키며 토질을 개선해 영양가 높 은 먹거리를 생산할 수 있습니다. 또 음식물찌꺼기를 분해해 퇴비로 돌릴 수 있 게 함으로써 쓰레기 문제 해결에 큰 도움을 주며, 폐수의 수질정화제로도 매우 유용합니다. 또한 가정의 여러 곳에서 다양하게 사용할 수 있습니다.

EM의 역할 ^{자연 속} 유용미생물의 효용을 극대화하는 것

좋은균 5~10%

해바라기균 80~90%

나쁜균 5~10%

• 환경 속에 EM을 넣어주면 중간적 성질의 해바라기 균이 좋은 균으로 바뀌게 됩니다.

• EM은 나쁜 환경 속에 숨어있는 유해한 미생물을 좋게 변화시키는 역할을 하는 것입니다.

☺ 쌀뜨물로 나만의 EM 발효액을 만들어봅시다.

준비물 : 페트병 1.5L, 깔때기, EM원액, 쌀뜨물, 당밀 또는 흑설탕(황설탕), 천일염

⁂ EM 발효액을 발전적으로 개선시키기 위해 넣을 것(나만의 재료 준비) 나/우리가 선택한 재료

그 재료를 선택한 이유

기대하는 결과

만드는 방법

②

① ③ ④

직사광선

1.5l

페트병 쌀뜨물 쌀뜨물 쌀뜨물

쌀뜨물

침전물은 쌀가루 EM원액

15~20ml

당밀 15~20g

① 쌀뜨물(처음과 두 번째 씻은 진한 것이 좋음)을 페트병 절반 정도 채웁니다.

② 당밀(또는 설탕)을 페트병 뚜껑으로 2~3개(15~20g정도) 넣습니다. 이때 미네랄 보충 을 위해 천일염 반티스푼 정도를 넣어주어도 좋습니다.

③ EM원액을 페트병 뚜껑으로 2개(15~20㎖) 넣고, 남은 공간을 쌀뜨물로 채운 후 뚜껑 을 확실히 닫고 잘 흔들어 섞어줍니다.

④ 페트병을 20~40℃의 따뜻한 곳에서 5~7일 정도 발효시킵니다(낮은 온도에서는 10일 이상 소요될 수 있음). 냄새가 새콤달콤하게 나면 완성된 상태입니다.

※ 중간에 가스가 부풀어 오르면 뚜껑을 천천히 열어 가스를 내보낸 후, 다시 뚜껑을 확실히 닫아주어야 합니다.

날짜 관찰 사항

1일째 ( )월 ( )일

2일째 ( )월 ( )일

3일째 ( )월 ( )일

4일째 ( )월 ( )일

5일째 ( )월 ( )일

6일째 ( )월 ( )일

7일째 ( )월 ( )일

⑤ 완성된 쌀뜨물 EM 발효액에 나/우리만의 재료를 첨가합니다.

☺ 꿈 도우미(학습안내자료)를 읽고, 가정에서 쌀뜨물 EM 발효액을 사용해봅시다.

쌀뜨물 EM 발효액의 효과 확인하기 - 수돗물 잔류염소 분해 실험 -

감성적  체험

☺ 수돗물을 산속 시냇물처럼 만들어 봅시다.

수돗물에는 염소라고 하는 성분이 들어있습니다. 염소가 수돗물에 있는 이유는 가정 에서 버린 물을 정화하고 소독하여 다시 수돗물로 사용하기 위해서 염소를 사용하여 소독하였기 때문입니다. 다행히 수돗물의 염소는 물을 끓이면 날아갑니다. 실험을 통해 소량의 EM 활성액이 수돗물의 잔류염소를 분해하는 현상을 확인해봅시다.

실험 목적

톨리딘 용액을 수돗물에 넣어 잔류염소의 유무를 확인하고, EM 활성 액의 염소 분해 능력을 눈으로 확인한다.

※ 톨리딘 용액은 염소와 만나면 노란색으로 반응합니다.

준비물 EM 활성액(또는 나만의 쌀뜨물 EM 발효액), 일반 수돗물, 스포이드병 (5㎖) 2개, 투명샘플병 100㎖ 2개(또는 투명 쥬스병, 비커), 톨리딘 용액

실험 방법 및 관찰 결과

기록

① 스포이드병 2개에 각각 EM 활성액과 톨리딘 용액을 넣습니다.

② 투명샘플병 2개(A병, B병)에 수돗물을 70㎖ 정도 넣습니다.

③ 각 투명샘플병에 톨리딘 용액을 약2㎖씩 넣은 후 반응을 관찰합니다.

<관찰 결과>

￭ A병 :

￭ B병 :

④ A병에만 EM 활성액을 0.2㎖(한두 방울) 넣은 후 반응을 관찰합니다.

<관찰 결과>

￭ A병 :

실험을 통해 알게

된 점

미션! 바이오환경전문가 되어보기 - 지구 생태계와 사람을 살려라! -

창의적 설계

☺ 바이오환경전문가 되어보기

생명공학기술(Biotechnology)은 생물체(동물, 식물, 미생물 등)의 기능을 이용해 제품을 만들거나 유전적 구조를 변형 해 어떠한 특성을 만들어내는 복합기술입니다. 바이오환경 전문가는 현대 생명공학기술을 바탕으로 생물체의 기능과 정보를 활용하여 EM과 같은 유용물질을 개발할 수 있습니 다. 이로써 자연 생태계를 보전하고 사람들이 삶을 건강하 게 살아가도록 도울 수 있습니다.

☺ <선택 활동> 내가 바라는 미래, 바꾸고 싶은 미래! 오늘날 파괴된 자연 생태 계의 모습과 여러분이 바라는 모습을 그림으로 그려봅시다.

파괴된 자연 생태계의 모습

내가 바라는 자연 생태계의 모습

☺ 미션! 바이오환경전문가! 여러분이 바이오환경전문가가 되어 개발･적용하고 싶은 바이오 기술을 설계해봅시다. 또한 설명도 메모해봅시다.

바이오환경전문가가 되어 본 경험 나누기

감성적  체험

☺ 다음의 주제 중 하나를 골라서 자신의 경험, 생각, 느낌 등을 글(운문 또는 산문)로 표현하고 발표해봅시다.

주제 자연과 사람을 살리는 전문가, 바이오환경전문가 자연과 사람을 살리는 일, 친환경기술

나만의 쌀뜨물 EM 발효액을 만들고 사용한 경험 내가 바라는 자연 생태계의 미래

바이오환경전문가 또는 생명공학자로의 나의 진로

제목 :

<스스로 활동>

그것이 알고 싶다. 바이오환경전문가의 모든 것!

꿈  다지기  1 진로설계 

☺ 바이오환경전문가와 관련된 모든 것들을 조사하여 기록해봅시다. 또한 수업 을 통해 알게 된 내용도 기록해봅시다.

마인드 맵 Key Word : 생태계, 바이오, 바이오산업, 바이오환경전문가, 생명공학 생명공학자, 생태계, 미생물, EM, 환경오염, 친환경기술, 녹색기술 등

꿈을 위한 준비와 도전!

사람과 자연을 살리는 바이오환경전문가가 된다면!

꿈  다지기  2 진로설계 

☺ 바이오환경전문가가 갖추어야 할 자질에는 어떤 것들이 있을까요?

지식 : 기술･기능 : 인성･태도 :

☺ 30년 후, 바이오환경전문가인 여러분은 사람과 자연을 살리는 기술을 개발하 여 신문에 실리게 되었습니다. 자신에 관한 기사를 직접 작성해봅시다.

1면

미 래 신 문

사람과 자연을 살리는 새로운 기술의 탄생! 바이오환경전문가 ○○○씨

자연 생태계를 파괴하면서 경제개발을 달성하던 회색성장의 시대는 가고, 생태계를 보전 하며 경제개발도 도모하는 녹색성장의 시대가 열렸습니다. 보전을 생각하지 않는 개발이 지속된다면 실로 우리 인류의 미래는 불분명한 상황입니다. 따라서 바이오환경전문가는 앞 으로 더욱 유망하고 매력 있는 직업이 아닐 수 없습니다. 자연과 사람 모두를 살리는 바이 오환경전문가가 되어보세요^^

활동을 평가해 봅시다.

평가하기

☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.

평가 방법

평가

영역 평가 내용

평가 기준 상 중 하

자기 평가

창의적 설계

• EM 발효액을 보다 효과적으로 만들기 위한 나만의 재료를 적절하게 제시하였나요?

• 실험 순서에 맞게 발효액을 만들고 이를 지속적으로 관찰하였나요?

감성적 체험

• 바람직한 자연 생태계의 모습을 적절히 제시하였나 요?

• 자연환경 보호와 관련된 주제에 맞는 글을 알맞게 썼나요?

진로 설계

• 바이오환경전문가와 관련된 일들을 마인드 맵으로 잘 나타내었나요?

• 바이오환경전문가가 갖추어야 할 자질을 영역별로 알맞게 제시하였나요?

동료 평가

감성적 체험

• EM 발효액을 만드는 과정에 모둠원들과 협력하여 참여하였나요?

생활 속에서 쌀뜨물 EM 발효액 사용하기

학습안내자료 

☺ 가정에서 쌀뜨물 EM 발효액 사용하기

미생물은 우리가 생활하는 모든 장소에 존재합니다. 곰팡이나 악취가 발생하 는 원인은 나쁜 미생물이 활동하기 좋은 조건이 만들어졌기 때문입니다. 이런 곳에 EM을 사용하면 좋은 미생물이 증가해 쾌적한 환경을 만들어줍니다.

또한 오늘날 우리나라의 수돗물은 염소 소독이 불가피하여 세탁할 때, 세수할 때, 머리감을 때, 설거지 할 때 등 하루에도 몇 번씩 인체에 접촉될 수밖에 없습 니다. 잔류염소는 피부질환과 암을 유발할 수 있습니다.

우리 생활 속에서 EM 활성액을 적극적으로 사용한다면 건강과 환경을 보호할 수 있을 것입니다. 여러분이 만든 쌀뜨물 EM 발효액을 가정의 여러 곳에서 직접 사용해봅시다.

☺ 가정에서의 쌀뜨물 EM 발효액 사용 방법

설거지 할 때 설거지 할 때설거지 할 때

쌀뜨물 EM 발효액을 10배 정도 희석하여 설거지 할 그릇을 푹 담그고 1~2시간이 지 나 다음 씻으면 식기에 대장균과 일반 세균이 현저히 감소합니다.

채소나 과일을 씻을 때 채소나 과일을 씻을 때채소나 과일을 씻을 때

쌀뜨물 EM 발효액을 10배 정도 희석하여 채소나 과일을 10분 정도 담근 후 씻으면 채소나 과일에 묻어 있는 잔류 농약 등의 독소를 중화시키고 항산화물질을 증가시켜 줍니다.

세탁할 때 세탁할 때세탁할 때

세탁기에 세제를 넣기 전 세탁물을 넣고 빨래 5kg당 쌀뜨물 EM 발효액 100㎖를 투 입하고 2~3시간 놓아둔 후 기존 세제 사용량의 2/3정도를 넣어 세탁기를 돌리면 세제 잔여물이 남지 않고 아토피나 피부 알러지 유발 물질을 중화시켜 줍니다.

머리 헹굴 때 머리 헹굴 때머리 헹굴 때

쌀뜨물 EM 발효액을 10~100배 희석하여 사용하면 린스 효과 및 보습 효과가 뛰어나 머릿결이 부드러워지고 비듬도 사라집니다.

가구를 닦을 때 가구를 닦을 때가구를 닦을 때

흰색 가구는 변색의 우려가 있으므로 1,000배 희석하여 사용하고, 색 가구는 100배 희석하여 가구를 닦으면 반짝반짝 윤이 납니다.

악취 제거할 때 악취 제거할 때악취 제거할 때

쌀뜨물 EM 발효액을 300배 희석하여 스프레이에 넣어 냄새가 나는 주위에 골고루 뿌려주면 2~3일 안으로 해충과 곰팡이가 없어지고 악취가 사라집니다.

화초 및 작물을 키울 때 화초 및 작물을 키울 때화초 및 작물을 키울 때

쌀뜨물 EM 발효액을 1,000배 희석해 물을 주면 화분 안의 흙을 건강한 상태로 보존 시키고 화초 및 작물의 생육상태가 좋아집니다.

애완동물을 키울 때 애완동물을 키울 때애완동물을 키울 때

쌀뜨물 EM 발효액을 100배 희석하여 분무해주면 애완동물의 채취나 분뇨 냄새를 제 거하며 각종 기생충의 서식을 막아줍니다.

이 외에도 이 외에도이 외에도

가정에서 매우 다양하게 사용할 수 있습니다.

☺ 여러분은 가정에서 쌀뜨물 EM 발효액을 어떻게 사용해 보았나요? 사용하였 을 때 어떤 효과가 있었나요?

우리 집에서 사용한 경우 사용 효과

∙생체의공학자∙

생체공학 사이보그, Dreams come

true!

프로그램 2

생체공학 사이보그, Dreams come true!

최근 첨단 기술의 발달로 손상된 몸의 기관을 대신할 수 있는 인공 장기들이 다양하게 개발되고 있습니다. 이것은 우리 몸에 대한 기본적인 지식을 인공 장 기 등의 개발에 응용하여 보다 나은 세상을 만들려는 과학자들의 노력으로 가능 해진 것입니다.

우리는 5학년 2학기 과학 ‘1. 우리 몸’ 단원에서 우리 몸속 여러 기관의 종 류, 위치, 생김새와 하는 일에 대해 공부했습니다. 이번 수업에서는 생체의공학 이 무엇인지 알아보고, 생체의공학자가 되어 여러분이 공부한 내용을 생체의공 학 기술로 발전시켜보도록 하겠습니다.

여기서 우리는,

▒생체의공학과 생체의공학자가 하는 일을 알아봅니다.

▒생체의공학자가 되어 인공 신체 기관 만들기 프로젝트에 참여합니다.

▒생체의공학자로의 진로를 생각해봅니다.

인공 장기 개발, 어디까지 왔나?

의공학 기술의 눈부신 발전

상황제시 

지난 2000년, 독일의 고고학자가 이집트 미라를 발굴했습니다. 약 2천5백 년 전 것으 로 보이는 이 미라는 고고학계보다 의학계의 관심을 더 불러일으켰습니다. 목재와 금속 으로 만들어진 엄지발가락이 있었기 때문입니다. 이와 같이 인공 장기의 역사가 오랜 만 큼 의공학 기술도 눈부시게 발전했습니다.

의공학의 발전은 관련된 공학 분야의 발전 및 보편화에 크게 의존하고 있는데 특히 질 병의 예방, 진단, 치료를 할 때, 그 대부분은 전기전자공학, 컴퓨터공학, 기계공학, 재료공 학 등의 기반 공학 발전에 바탕을 두고 있습니다.

세포 또는 그보다 작은 단위의 영상기술, 전체 몸을 투사하는 MRI/CT/초음파, 인공 장기, 인공 재료, 다양한 생체 분석 기술 등은 인간의 수명을 늘이고 삶의 질을 증진시 키는데 결정적인 공헌을 한 첨단 기술들입니다. 생체의공학(Biomedical Engineering)은 바로 이러한 기술들을 개발하고 사람을 이롭게 하는데 적용하는 분야입니다. 오늘날 의수, 의족 이외에도 여러 신체 기관을 대신하는 인공 장기들이 개발되었습니다.

☺ 꿈 도우미(학습안내자료)도 읽어보세요!

2013년 인조인간 탄생!

생체공학기술이 만들어낸 바이오닉 맨 ‘렉스(Rex)'

상황제시 

2013년 2월, 인체와 가장 흡사한 몸을 지닌 인조 인간이 영국에서 공개됐습니다. 팔다리를 비롯해 심장, 폐, 눈과 귀 등 몸의 3분의 2가 생체공학기 술에 의한 인공 장기로 이루어진 바이오닉 맨 렉 스(Rex)가 그 주인공입니다.

렉스의 키는 2m이며 골격은 금속제로 이루어졌 습니다. 기존의 의족과는 달리 렉스의 다리는 지형 에 따라 움직임을 달리할 수 있어 등산이나 암벽 타기도 가능하며, 손은 독립적으로 손가락을 움직일 수 있어 물건을 집거나 비트는 것 도 가능합니다.

렉스의 내장 기관은 인간의 것과 같은 기능을 수행하도록 만들어졌으며, 콩팥을 제외한 얼굴 피 부, 심장, 폐, 이자 등은 현재 인공 장기로 이용되 고 있는 제품들입니다. 피는 합성 혈액을 썼고, 인 공 망막으로 전기 자극을 주어 사물을 인식할 수 있습니다. 인공 달팽이관으로 소리를 듣고, 음성 합성 시스템을 통해 간단한 대화도 할 수 있습니 다. 렉스의 얼굴은 제작에 참여한 스위스 취리히대 학 마이어 교수의 얼굴을 닮았습니다. 마이어 교수 는 태어나면서부터 왼손이 없어 인공 손을 쓰고 있는데, 렉스의 손과 동일한 제품을 사용한 후 완 전히 자신 몸의 일부처럼 느껴진다고 말합니다.

<동영상> '6백만 불의 사나이' 현실로…

인조인간 공개 (2013.02.06) (01:59)

생각 쑥쑥!

󰊱 앞으로 생체의공학 기술은 어디까지 발전할 수 있을까요?

󰊲 생체의공학 기술이 우리의 삶에 주는 이로운 점에는 무엇이 있을까요?

󰊳 여러분이 생체의공학자가 된다면 어떤 일을 해보고 싶습니까?

생체의공학자가 되어 인공 신체 기관 설계하기 - 프로젝트 안내 및 프로젝트 팀 구성하기 -

창의적  설계

사람들은 불의의 사고로 신체의 일부를 잃을 수 있으며, 사람의 장기는 한번 손상되면 제 역할을 다하지 못합니다. 이럴 경우 장기 이식을 받아야 하는데 장기 이식을 기다리는 환자들이 많은 데 비해 실제 이식할 수 있는 장기수가 매우 부족합니다. 또한 건강한 장기인지 알아보아야 하고, 재빨리 수술할 수도 있어야 합니다. 다른 사람의 장기를 이식한다고 해도 백혈구는 외부의 것으로 생각하고 장기를 공격하기도 합니다. 따라서 수술하기 전에 이식받을 장기가 내 몸의 조직과 비슷한지 알아보아야 하는데, 내 조직과 비슷한 조직을 찾는 것은 매우 어렵습니다.

<동영상>

7대1 뚫어야 장기 이식…

기증 늘었지만 ‘좁은 문’

(2012.06.21) (02:18)

<동영상>

위험천만 원정 이식수술…

대기자만 6천여 명 (2013.03.15) (02:02)

신체의 일부분이 없거나 병들어 불편함을 겪는 사람들에게 도움을 줄 수 있 는 방법은 무엇이 있을까요? 이제 여러분은 생체의공학자가 되어 이들에게 새 로운 인공 신체 기관(인공 장기, 의족, 수족, 인공 눈 등)을 만들어주는 프로젝 트에 참여해봅시다.

☺ <참고> 개발된 인공 장기의 종류

장기 시스템 장기 및 조직 인공 장기 종류

순환계 심장, 판막, 혈관, 혈액 심장, 판막, 혈관, 심장 박동기 호흡계 후두, 기도, 폐 심폐기, 체외 막형 산화기(ECMO), 후두 소화계 식도, 위, 장, 이자, 간 간, 이자

비뇨계 콩팥, 방광, 요도 콩팥

근골격계 뼈, 연골, 관절 골, 관절

면역계 약물 주입 장치

신경계 말초신경, 눈, 귀 망막, 와우, 수정체

내분비계 약물 주입 장치

생식계 음경, 자궁 음경 보철

피부계 피부 인공 피부

캘리포니아대학교 미국, 캘리포니아 맥쿼리대학교

호주 시드니

신카디어사 미국, 아리조나

터치바이오닉스사

& 존스홉킨스대

예일대, 미국

MIT대학 미국 로열 프리 병원 영국, 런던

셰필드대학 영국

드몽포르대학교 영국

캘리포니아대학교 미국, 캘리포니아

① 프로젝트 팀(연구팀) 구성하기

② 각 연구팀에서는 설계하려고 하는 신체 기관에 대해 다시 한 번 연구해보기

③ 그 신체 기관이 반드시 갖추어 야 하는 기능과 더 발전적으로 설 계되었으면 하는 것 논의하기

④ 논의 한 것을 그림으로 설계

⑤ 각 팀에서 설계한 그림을 합쳐 하나의 인조인간을 탄생시키기

⑥ 생체의공학자 되기 프로젝트에 참여한 경험 공유하기

프로젝트 순서

☺ 프로젝트 안내

바이오닉맨 렉스는 한 사람이나 하나 의 팀에 의해 만들어진 것이 아닙니다.

영국의 ‘새도 로봇’에서 주도했지만, 전 세계 18개 대학 연구팀과 기업이 개발 한 인공 장기 등을 제공받아 완성된 것 입니다.

오늘 여러분은 프로젝트 팀을 구성하 고 인공 신체 기관을 설계하기 위한 연 구팀을 만들 것입니다. 각 팀은 서로 다른 인공 신체 기관을 설계하여 렉스 와 같이 하나의 인조인간을 탄생시키려 고 합니다.

팀 이름

팀 구성원 (연구원)

• 팀장 :

•

•

•

우리 팀이 연구･설계할 신체 기관

생체의공학자가 되어 인공 신체 기관 설계하기 - 신체 기관의 특징을 파악하고 설계 계획 세우기 -

창의적  설계

☺ 신체 기관의 특징, 기능 파악하기

신체 기관의 모습 (설계할 신체 기관을 분석하여 자세하게 그려봅시다)

이 신체 기관의 역할과

특징

• 역할 :

• 특징 :

☺ 인공 신체 기관 설계 계획 세우기 인공 신체 기관 이름

(제품의 이름을 지어주세요)

설계의 이유

(왜 이 제품을 개발하고 싶습니까?)

인공 신체 기관 특징

(여러분이 설계한 제품의 특징은 무엇입니까?)

사회에의 기여

(이 제품이 사회에 주는 이로움은 무엇입니까?)

생체의공학자가 되어 인공 신체 기관 설계하기 - 개발할 인공 신체 기관 구상 및 설계하기 -

창의적  설계

☺ 인공 신체 기관 설계 구상하기

인공 신체 기관 구상도

(설계할 인공 신체 기관을 논의하면서 논의 사항을 그리거나 메모합니다)

☺ 구상한 인공 신체 기관을 보완할 수 있는 아이디어를 생각하여 위의 구상도 에 다시 보완해봅시다.

☺ 팀에서 구상한 인공 신체 기관을 도화지에 구체적으로 설계해봅시다.

• 학생 준비물 : 도화지(기관의 크기에 따라 8절 또는 4절), 색칠에 필요 한 준비물(색연필, 사인펜, 크레파스, 매직 등 팀별로 결정), 가위, 풀

• 선생님 준비물 : 전지(인체 실루엣 그리기), 가위, 풀

☺ 설계된 인공 신체 기관을 가위로 자르고, 선생님이 준비한 인체 그림 위의 알맞은 위치에 붙여봅시다.

프로젝트 활동 결과 발표 및 평가

감성적  체험

☺ 프로젝트 팀의 활동과 설계한 인공 신체 기관을 소개해봅시다.

발표할 내용 프로젝트 팀에 대한 간단한 소개와 활동 과정

설계한 인공 신체 기관의 이름, 설계의 이유, 특징, 사회에의 기여 사항 등 어려웠던 점(실패의 경험), 좋았던 점(성공의 경험)

생체의공학자가 되어 본 느낌, 소감 등

☺ 다른 팀의 발표를 듣고 P M I 기법에 따라 평가해봅시다.

P M I 기법이란?

P(Plus) 좋은 점, 편리한 점, 유용한 점 등의 긍정적인 부분만 이야기하기 M(Minus) 나쁜 점, 불편한 점, 고칠 점 등의 부정적인 부분만 이야기하기 I(Interest) 새로운 점, 흥미로운 점, 기발한 점 등의 창의적인 부분만 이야기하기

설계 장기 :

P M

I

설계 장기 :

P M I

설계 장기 :

P M

I

설계 장기 :

P M I

[국내 의공학자 인터뷰]

의공학 빠진 현대 의학은 상상할 수 없다!

꿈  다지기  1 진로  설계

☺ 한양대학교 의과대학 의공학교실 김선일 교수님 인터뷰

"우주비행사 오스틴 대령은 실험도중 추락해 두 다리 와 한쪽 팔, 한쪽 눈을 못쓰게 된다. 그러자 OSI 라는 비 밀정보부에서는 비싼 돈을 들여 그를 생체공학 사이보그 로 만든다. 오스틴은 놀라운 능력을 지닌 특수요원으로 변신해 악당들을 소탕한다."

70년대 말 선풍적인 인기를 모은 유명한 TV시리즈인

〈육백만불의 사나이> 입니다. 생물과 기계장치의 결합체 를 뜻하는 '사이보그'는 언제나 인간의 상상과 꿈으로 존 재합니다. 이러한 인간의 꿈은 언제나 TV 드라마와 영화의 좋은 소재가 되어왔지요. 그 러나 이러한 인간의 '꿈'은 언제나 상상의 세계에서나 스크린에서만 가능한 것일까요?

그렇지 않습니다. 인간의 두뇌를 대체할 인공지능에 관한 연구나 인체조직을 대신할 수 있는 인공조직과 장기에 관한 연구는 이제 어느 정도 성과를 거두었고, 실제 산업 과 임상에서 사용되고 있답니다. 오랜 인간의 꿈이 현실로 나타나고 있는 것이지요.

의공학은 한마디로 불가능에 도전하고 있는 현대의 첨단의학에서 임상의학이나 기초 의학 분야 못지않게 큰 영역을 차지하고 있는 분야입니다. 의공학을 제외하고서는 의 학의 발전은 물론이고 현상유지도 어려운 게 현실입니다. 초음파 진단기, 자기공명영상 장치(MRI), 컴퓨터단층촬영기(CT) 등과 같은 의료용 기기들의 제작 및 운영은 모두 의공 학에서 다루는 분야들이기 때문이지요. 따라서 핵의학과, 진단방사선과, 치료방사선과 등과 같이 '기계'가 많이 필요한 임상의학 분야에서 의공학은 아주 기본인 셈입니다.

의공학은 간단히 말해 의학과 공학의 협동적인 학문분야라고 할 수 있습니다. 공학적 원리와 방법을 의학분야에 적용해 진료와 치료의 효과를 극대화시키는 게 의공학의 목 적입니다. 이외에도 최근 활발한 연구가 이루어지고 있는 인공심장, 인공안구, 인공조 직, 인공뼈 등을 만드는 것도 의공학의 주요 영역입니다.

의공학은 앞으로 성장 가능성이 무궁무진한 분야입니다. 우리나라의 경우 정보와 전 자산업의 인프라와 인력구조가 잘 갖추어져 있고, 생활수준이 꾸준히 향상되고 있기 때문에 의료기기산업이 발전할 수 있는 여건이 충분합니다. 특히 점차 고령화 사회로 진입하고 있는 우리나라의 현실상 첨단의 의료기기에 대한 수요는 계속해서 늘어날 수 밖에 없습니다. 의공학의 발전으로 국민건강 증진과 경제발전이란 두 마리의 토끼를 잡을 수 있을 것입니다.

꿈을 위한 준비와 도전!

나는?... 그리고 내게 필요한 것은?

꿈  다지기  2 진로  설계

☺ 생체의공학자가 갖추어야 할 자질에는 어떤 것들이 있을까요?

지식 : 기술･기능 : 인성･태도 :

☺ <선택 활동> 여러분이 생체의공학자로의 꿈을 가지게 되었다면, 그 꿈을 이 루고 싶은 이유, 현재 나의 강점과 부족한 점, 내게 필요한 능력은 무엇일지 생 각해보고 정리해봅시다.

나의 미래 직업은 생체의공학자(Biomedical

Engineer) 입니다

“꿈꿈꿈을 날짜와 함께 적으면 목표목표목표가 되고, 목표목표목표를 잘게 나누면 계획계획계획이 되며, 계획계획계획을 실행실행실행에 옮기면 꿈은 실현실현실현된다!”

시간과 정성을 들이지 않고 얻을 수 있는 결실은 없습니다.

자신의 꿈을 위해 준비하고 노력하는 어린이가 되길 바랍니다. ^^

활동을 평가해 봅시다.

평가하기

☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.

평가 방법

평가

영역 평가 내용

평가 기준 상 중 하

자기 평가

창의적 설계

• 모둠을 구성, 인공 신체 기관으로 무엇을 개발할 지 에 대해 성실하게 협의하였나요?

• 모둠별로 협의한 인공 신체 기관 구상도를 그림으로 알맞게 나타내고 설명하였나요?

감성적 체험

• 모둠별로 구상한 인공 신체 기관에 대해 효과적으로 발표하였나요?

진로 설계

• 바이오환경전문가와 관련된 일들을 마인드 맵으로 잘 나타내었나요?

• 생체의공학자가 갖추어야 할 자질을 영역별로 알맞 게 제시하였나요?

동료 평가

감성적 체험

• 모둠별로 발표한 인공 신체 기관에 대해 PMI 기법 으로 적절하게 평가하였나요?

‘인공 장기’ 기술 발전의 가속화!

‘육백만불의 사나이’ 나올라

학습안내자료

인공 눈 인공 눈인공 눈

인공 눈이라고 해서 안구 형태가 아니라, 잘 보이지도 않는 2mm 크 기의 망막 칩이다. 이 칩을 안구 내 부에 있는 망막에 이식하고 망막 칩을 이식받은 사람은 특수 안경을 쓴다. 이 안경은 사물의 상을 잡아 내는 카메라 역할을 하고 안경이 영상 신호를 안구에 있는 망막 칩 에 전송한다. 망막 칩은 영상 신호 를 전기 신호로 바꾸어 시신경을 통해 뇌로 전달한다. 비로소 시력을 잃은 사람이 사물을 볼 수 있는 것 이다. 망막의 신경조직을 손상하지 않고 망막 칩을 이식하는 기술, 망 막 칩에서 발생하는 열을 최소화하 는 기술이 핵심이다. 이 기술에서는 한국이 앞선다. 문제는 정상인의 시 력만큼 해상도를 높이는 기술이다.

현재 인공 눈으로는 명암을 구별하 는 수준이다. 그렇지만 연구가 한창 진행되고 있어 5년 후쯤 되면 거의 정상인처럼 볼 수 있게 될 것으로 기대된다.

인공 관절 인공 관절인공 관절

흔히 물렁뼈라고 부르는 연골이 닳으면 뼈마디가 쑤신다. 심해지면 일상생활을 할 수 없으므로 수술을 받아야 한다. 금속으로 된 인공 관절로 교체하는 것이다. 무릎과 엉덩이 관절은 물론 어깨, 발목, 척추 등에도 인공 관절을 사용한다. 최근에는 인공 관 절과 함께 연골도 이식한다. 그러나 현재의 인공 관절 수명은 10~15년이다. 수명이 다 하면 인공 관절을 교체하는 수술을 또 받아야 한다.

인공 신장(콩팥) 인공 신장(콩팥)인공 신장(콩팥)

신장이 제 기능을 하지 못하는 사람은 혈액투석기를 이용해 혈액의 노폐물을 제거한 다. 1주일에 3~5일을 병원에 가야 하므로 일상생활에 지장이 많다. 여행도 쉽지 않다.

이런 불편을 줄이기 위해 최근 개발된 인공 장기가 ‘입는 신장’이다. 투석기와 배터리 가 부착된 조끼를 사람이 입는 형태이다. 그러나 이 크기를 더욱 줄이는 노력이 필요 하다.

인공 간 인공 간인공 간

인공 간은 간세포를 이용한다. 체외에서 대량 배양한 간세포를 비장에 이식한다. 비 장의 일부가 간으로 변하면서 간의 역할을 한다. 문제는 양이 적어서 간 기능을 충분 히 발휘할 수 없다는 점이다. 해결책으로 비장 대신 복막에 간세포를 이식하는 방법도 연구되고 있다. 간이나 신장은 이식이 가능한 장기에 속하므로 그것을 대체할 인공 장 기 개발이 더딘 편이다.

인공 심장 인공 심장인공 심장

최근 인공 심장 연구･개발 흐름은 보조 인공 심장으로 모이고 있다. 보조 인공 심장 은, 사람의 심장을 떼어내지 않고 훼손된 일부 기능을 보완해주는 인공 장기이다. 약 7cm 길이의 막대기에 스크루가 달린 형태의 보조 인공 심장은 분당 6천 회전을 하면 서 분당 3~10ℓ의 피를 뿜어낸다. 보조 인공 심장은 사람 심장 모양의 ‘완전 인공 심 장’보다 적은 동력으로 움직이는 점이 특징이며 12볼트짜리 배터리로 구동한다. 배터리 는 인공 심장과 전선으로 연결되어 있다. 생명은 유지하지만 일상생활에는 불편하기 때문에 인공 심장과 함께 배터리도 체내에 이식하는 방법이 좋을 것이다. 이를 위해 소형이면서도 오래 지속하는 배터리를 개발하는 것이 필수적이다.

인공 귀 인공 귀인공 귀

인공 귀는 손가락만 한 플라스틱처럼 생겼다. 이를 귀 뒤쪽에 이식해서 청신경과 연 결하면 된다. 인공 귀는 국내에서 개발된 것이 세계 최고 수준이다. 우리 연구팀이 지 난 2009년 개발한 인공 귀는 종이처럼 얇은 LCP라는 신소재로 만들었다. 크기도 획기 적으로 줄였을 뿐만 아니라 반도체처럼 공장에서 대량 생산할 수 있어서 가격도 낮출 수 있으며 염증 반응도 생기지 않는다. 그러나 현재의 인공 귀로는 조용한 곳에서 나 누는 대화를 들을 수 있는 수준이다. 사람의 귀는 잡음을 걸러내서 원하는 소리만 들 을 수 있는 능력이 있지만, 인공 귀는 그렇지 못하기 때문이다. 인공 귀는 어느 방향에 서 나는 소리인지 구분하기도 어려우며 인공 귀로는 억양과 어감을 느끼지 못한다. 이 를 해결하기 위해 약하게라도 남아 있는 사람의 청각과 인공 귀의 청각 능력을 복합하 는 연구가 진행 중이다.

인공 피부 인공 피부인공 피부

피부도 심하게 손상되면 회복되지 않는 장기이다. 국내에서는 외상이나 화상으로 피 부가 손상된 사람은 자신의 피부를 이식받는다. 가까운 미래에는 피부 조직을 배양해 둔 다음 언제든지 꺼내어 쓸 수 있을 전망이다. 남자 신생아가 태어났을 때 포경수술 을 하고 난 뒤 버리는 피부 조직을 이용하는 방법도 나왔다. 문제는 인공 피부에 피가 통하게 하는 기술이다. 현재의 인공 피부 개발은 이런 문제를 해결하는 방향으로 집중 되어 있다. 실리콘 막이 얇게 붙어 있는 인공 피부를 손상된 피부에 덮으면 7일 후부 터 인공 피부에 혈관이 생긴다. 14일 후 혈관에 피가 흐른다. 이후 실리콘 막을 제거하 고 한 달쯤 지나면 자연스런 피부가 된다.

이 외에도 폐, 혈관, 혈액, 후두, 기도, 식도, 위장, 이자, 방광, 요도, 말초신경, 음경, 자궁, 항문 등 뇌를 제외한 모든 장기를 인공으로 만들 수 있다. 줄기세포로 장기를 만 들어 이식하는 방법이 나올 때까지 인공 장기는 많은 사람의 희망이다.

스팀(STEAM) 프로그램 연구 ․ 개발자

연구팀

홍후조(고려대학교, 연구책임자), 유호신(고려대학교), 최연호(고려대학교), 민부자(고려대학교), 오현선(서울과학고등학교), 성의석(효문고등학교), 박혜림(서울신학대), 장소영(고려대학교)

교재 개발팀

임혜진(서현초등학교), 임유나(서울금산초등학교), 최창민(동패중학교), 조 용(덕수중학교), 김대준(세종과학고등학교), 박기석(고려대학교)

수업 적용팀

분당서현초등학교, 대청중학교, 반포고등학교

융합인재교육(STEAM) 프로그램

생명의 신비 , 우리의 미래

발행처 한국과학창의재단 발행인 강혜련

공급처 고려대학교 제작처 ㈜박영사 편집인 김선민 마찬옥 디자인 최은정 김문정

주 소 서울특별시 종로구 평동 13-31 전 화 02－733－6771

팩 스 02－736－4818

이 책은 한국과학창의재단과 저작권자와의 계약에 따라 발행한 것이므로 반드시 교육용으로만 사용해야 하며, 본 재단의 허락 없이는 어떠한 형태나 수단으로도 이 책의 내용을 사용하지 못합니다.