융합인재교육STEAM 물 부족 프로그램

융합인재교육STEAM 물 부족 프로그램

물은 지구상에서 특별한 의미를 갖는 물질입니다. 물은 우리 가까이에 가장 많 이 존재하는 물질로서 인간을 포함한 지구상 생명이 유지되는데 필수적이며, 우 리의 삶의 질에 큰 역할을 하는 수자원으로 다양하게 이용됩니다. 특히 지구적으 로 순환하는 물은 지구생태계의 핵심적인 요소로서 중요합니다.

현재와 미래의 물 부족 문제는 우리나라와 세계에서 주요한 과제입니다. 경제 성장과 도시화, 산업화 등을 통해 발생한 수질오염과 물 환경의 지속가능성 문제 가 물 부족과 연결되어 있으며, 앞으로 지구 기후변화로 인해 물 부족 문제는 더 욱 심각해질 것으로 전망됩니다.

이러한 물 부족 문제는 융합인재교육(STEAM)에서 접근하기에 좋은 소재입니 다. 앞에서 언급한 것처럼 물 부족은 다양한 주제와 연결됩니다. 자연 상태의 지 구계에서 이루어지는 물의 순환, 물 속 생태, 인간의 수자원 이용, 기후변화, 도 시화, 산업과 기술, 미술과 음악이나 시, 소설, 영화 등에 대한 학습과도 물 부족 은 잘 연결됩니다. 따라서 자연과학과 수학, 공학과 기술, 예술과 인문적 내용 등을 융합하여, 물 부족을 다루는 STEAM교육 프로그램은 더욱 교육적 가치를 지니게 됩니다.

물 부족을 주제로 한 STEAM교육 프로그램을 구성하고 적용할 때, 지속가능성 (sustainability)의 개념은 중요한 기본 관점이 될 수 있습니다. 우리 자신뿐 아 니라 미래 세대, 다른 생물종과 생태계, 그리고 우리 시대를 함께 살아가는 다른 사람들을 배려하고, 현재의 우리가 살아가는 세상을 보다 살기 좋은 곳으로 바꾸 어가려는 배려와 변혁의 지향이 이번에 개발한 프로그램의 바탕에 깔려있습니다.

이러한 변화의 과정을 자신의 옆에 있는 동료들과 함께 이루어가기 위한 의사소 통 역량도 중요하게 고려하였습니다.

이 프로그램은 STEAM교육의 원리를 잘 적용하여 물 환경의 기초 원리에 대해 흥미를 갖고, 문제와 필요를 생각하고, 창의적으로 문제를 발견하여 그 해결을 위한 디자인을 해 보고, 분석하여 표현해보도록 구성되어 있습니다. 이 과정에서 학생들이 깊이 느끼고, 흥미와 관심을 가지며, 우리 사회와 인류의 지속가능한 발전을 위해 물 부족을 해결하려는 꿈과 포부를 갖도록 하는 것이 STEAM 물 부 족 프로그램의 취지입니다.

이 프로그램은 물 부족과 관련하여 초등학교 3~4학년(교사용/학생용, 6차시), 초등학교 5~6학년(교사용/학생용, 6차시), 중학교(교사용/학생용, 10차시), 고등

학년급 수업 주제 연계 과목 (차시)

초등학교 3∼4학년

빗물, 어떻게 재어야 할까? 국어, 과학 (2차시)

빗물을 저금하자 과학, 미술 (2차시)

‘물 쓰듯이’는 이제 아껴 쓴다는 뜻! 과학, 사회 (2차시)

초등학교 5∼6학년

비처럼 음악처럼 과학, 미술 (2차시)

생명을 위한 물 과학, 실과 (2차시)

우리가 만드는 빗물도시 수학, 미술 (2차시)

중학교

지구를 살리는 착한 빗물 국어, 과학 (2차시)

전통 속에 녹아 흐르는 물 미술, 과학 (2차시)

우리나라는 물이 풍부한가? 환경, 사회 (2차시)

보이지 않는 물 과학, 기술가정 (2차시)

물을 품은 집 기술가정, 미술 (2차시)

고등학교

물은 어디에 있을까? 과학, 사회 (2차시)

숨어 있는 물, 빌려 쓰는 물 사회, 미술 (2차시)

사막은 왜 생길까? 과학, 한국지리 (2차시)

물은 누구의 것인가? 지구과학, 경제 (2차시)

바다에서 마실 물을 얻다 과학, 기술가정 (2차시)

학교(교사용/학생용, 10차시) 등 총 8종의 교재, 32차시 분으로 구성되어 있습 니다. 현행 교육과정의 여러 교과에서 물과 관련된 다양한 주제를 다루고 있지만 주로 물의 특성에 대한 이해에 초점을 두고 있어 물 부족과 그 해결을 위한 구체 적인 방안이나 근본적인 대안을 탐구하는 데는 부족함이 있었습니다. 따라서 이 프로그램은 현행 교육과정에 제시된 학습목표에 충실하면서도 지속가능성의 관점 에서 물 부족을 바라보도록 하기 위해 학생들의 실생활과 지구적인 차원에서 물 과 관련된 다양한 상황을 제시하였습니다.

우선 초등 3∼4학년 프로그램에서는 빗물 이용과 생활 속의 물 절약과 같이 학생들이 생활 주변에서 쉽게 활용할 수 있는 소재를 도입하였습니다. 학생들은 단순히 물이 부족하다는 인식에 그치지 않고 수학적, 과학적 원리 및 전통지혜를 습득하는 과정을 통해 물을 아껴 쓸 수 있는 다양한 방안들을 스스로 탐구하게 됩니다. 초등 5∼6학년 프로그램에서는 이러한 친숙한 상황에서 한발 더 나아가 빗소리를 표현하는 전통 악기, 물 부족 나라에 필요한 화장실, 도시의 홍수문제 를 해결하기 위한 빗물도시 등, 학생들이 빗물과 물 부족 문제에 대한 독창적인 아이디어를 제시할 수 있도록 새로운 상황들로 안내합니다.

중학교와 고등학교 프로그램에서는 물 부족 현상 자체를 탐구하고 그 원인과 해결책을 다각적으로 파악할 수 있도록 하는데 주안점을 두었습니다. 겉으로 드 러나지 않는 물 문제의 정치경제적, 국제적 관점을 드러내기 위해 가상수의 개념 을 도입한 것이 그 대표적 사례입니다. 또한 지역적, 국가적으로 구체적인 상황 에서 물 갈등의 요인을 파악하고 상황에 적합한 지속가능한 물 관리방안을 탐구 하도록 안내하였습니다.

마지막으로 이러한 프로그램이 학교 현장에서 실질적으로 적용될 수 있도록 교 육과정 연계성을 높였습니다. 모든 프로그램의 차시는 기본적으로 기존 교과의 해당 차시를 대체할 수 있도록 개발하여 새로운 프로그램 구상에 대한 교사들의 부담을 낮추고자 하였습니다. 또한 국어, 도덕, 사회, 환경 등을 포함시켜 기존 STEAM 프로그램보다 다양한 교과들 간의 연계와 융합을 추구함으로써 학교 현 장에서 보다 다채로운 융합의 시너지를 낼 수 있도록 하였습니다.

물 부족이라는 주제에 대해서 초등학교부터 고등학교까지의 종적인 연계와 특 정 프로그램에 대해 다양한 교과 간 융합이라는 횡적인 연계를 모두 고려하기 위 해 노력하였습니다. 이에 더해 일선 학교의 상황에 따라서 개발된 프로그램 중 일부만을 활용하더라도 그 자체로 독립적인 완결성을 가질 수 있도록 하였습니 다.

이번에 개발한 융합인재교육(STEAM) 물 부족 프로그램을 통해 우리나라의 초·중·고등학생들이 진취적이고 폭넓은 환경소양을 갖고, 우리나라와 세계가 직면한 물 부족 해결의 비전을 추구하며, 창의성과 도전정신을 바탕으로 우리 사 회와 인류에 봉사하는 미래형 인재로 성장하길 바랍니다. 이제 저자들이 최선의 노력을 기울여 만든 STEAM 물 부족 프로그램을 활용하여 보시길 기대합니다.

- 저자 일동 -

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교재 디자인 설명

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융합인재교육(STEAM)이란 과학을 공학, 기술, 예술, 인문사 회, 수학 등과 함께 융합하여 학습자가 흥미를 갖고 능동적으로 학습 활동에 참여하도록 하여 문제해결력을 기르고 창의력과 상상력을 지닌 인재로 성장 하도록 돕는 교육의 방식을 말합니다.

STEAM과 기존 교육의 가장 큰 차이점은 ‘융합’이며 과학(Science), 공학(Technology), 기술(Engineering), 예술(Arts) 및 인문사회, 수학 (Mathematics) 등의 융합을 시도하고 있습니다.

STEAM 수업의 첫 번째 구성 원리인 ‘상황제시’는 학습자가 일상에서 직면하는 문제 상황이나 해결해야 할 문제를 제시하고 이를 통해 학습으로 초대합니다. 제시된 문제를 자신의 경험과 관련지어 스스로 해결해야 할 문 제로 인식합니다.

두 번째 구성 원리는 ‘창의적 설계’입니다. 과학적 창의성과 기술 및 공학적 설계 요소 및 수학적 원리 등을 활용하여 문제 상황에서 대한 다 양한 해결을 창의적인 방법으로 구안합니다.

STEAM 수업의 마지막 원리는 ‘감성적 체험’입니다. 학습자가 문제 를 해결하였다는 성공의 기쁨을 경험하는 단계이면서 동시에 실패의 요인을 탐색하여 극복하고 새로운 문제에 도전하도록 하는 단계입니다. 따라서 자신 들의 활동을 성찰해 보고 활동에 대한 평가가 이루어집니다.

학습 내용에 대한 구체적인 활동방식을 소개합니다. 주제와 내용 에 따라 스스로 생각하고 의견을 소통하기도 하며 때로는 창의적인 표현을 이끌어내도록 다양하게 구성되어 있습니다.

주제와 관련된 내용에 대해 깊이 있는 학습을 돕는 자료입니다. 책 과 기사, 인터넷 주소를 제시하여 관심 있는 학생들에게 유익한 정보를 제공 합니다.

문제해결에 필요한 아이디어와 추가 정보가 제시됩니다.

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교사용 교재 구성과 활용 방법

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주제의 첫 표지

영역과 주제명을 소개하고, 주제를 축약하여 나타내는 글과 그림으로 제시하였다.

주제 개요

본 주제에서 이루어지는 활동을 간략하게 소개하고 활동 의 도를 제시하여 주제를 전체적으로 파악하게 하였다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

주제와 연계된 교육과정 목표를 과목별로 제시하고, 차시별 학습목표를 나타내었다. 교육과정 목표는 2009 개정 교육과 정의 내용 체계를 기준으로 하였다.

STEAM 요소에 따른 내용

주제와 연계된 과목에 따라 (과학) (기술) (공학) (예술 및 인문사회) (수학) 각 요소별 활동 요소를 추출하여 나타 내었다. 이를 참고하여 교사가 STEAM 요소를 가감하여 수업 에 활용할 수 있다.

STEAM 수업 구성 원리

STEAM의 단계요소인 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험에 따라 수업 구성 원리를 제시하여 수업 내용의 흐름을 알 수 있도록 하였다.

차시/단원/교육과정 목표/차시목표

차시에 해당하는 단원, 교육과정 목표, 차시목표를 제시하였 다. 1시간(초등학교의 경우 40분, 중학교 45분, 고등학교 50 분)이 필요한 것은 1차시로, 2시간이 필요한 것은 1~2차시로 구분하여 블록타임 방식을 적용하거나 개별 차시별로 교과와 연계하도록 하였다.

STEAM 요소 및 수업계획

수업 과정안에 해당하며 ‘도입-전개-정리’로 학습과정을 나 누고 각 단계에서 이루어질 교수․학습 활동을 제시하고 있다.

더불어 소요시간과 필요한 학습 자료를 제시하여 수업 지도 를 더욱 용이하도록 하였으며, 아이콘으로 각 단계별 STEAM 요소를 제시하였다.

지도상의 유의점

본 차시를 지도하는데 유의해야 할 점을 간략하게 제시하였 다. 학생들을 지도하기 전에 본 사항을 미리 숙지할 필요가 있다.

학생용 교재

교수․학습의 순서에 따라 학생들이 활용할 수 있는 부분에 해 당하며 별도로 구분된 학생용 교재로도 존재한다. 경우에 따 라서는 필요한 부분을 학생들에게 복사하여 나누어줄 수 있 다. 개인 활동지와 모둠 활동지가 있으므로 교사의 판단하여 적절하게 활용하도록 한다. 또한 아이콘을 사용하여 수 업 중에 유의해야할 사항을 제시하였다.

교육과정 살펴보기/핵심주제 확인하기

‘교육과정 살펴보기’는 주제와 관련된 교육과정의 핵심적 인 부분을 간결하게 정리한 코너이며, ‘핵심주제 확인하기’

는 주제와 관련된 핵심사항에 대한 심화 이해를 돕는다.

학생용 참고자료

학생들이 활동을 하면서 본 주제에 대하여 더욱 잘 이해하고 자 할 때 출력하여 나누어 줄 수 있는 보충․심화 읽기 자료이 다. 학생 수준에 맞게 가감하여 활용한다.

평가계획

질적이고 과정중심의 평가 계획을 설정하여 학습자가 자기성 찰을 할 수 있도록 평가기준과 평가방법을 제시하였다. 평가 기준은 학습목표에 적합하게 설정하였다.

프로그램 운영의 유의사항

프로그램 운영에 대한 전반적인 유의사항으로 프로그램의 이 해를 돕는다.

참고문헌 및 자료

주제를 정리하면서 참고한 문헌 및 자료 목록이다. 보다 깊이 있는 이해를 원할 경우 해당 자료를 참고한다.

교사용 참고자료

교사가 수업을 진행할 때, 혹은 주제를 조금 더 알고자 할 때 도움이 되는 보충 읽기 자료이다.

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주제단원 (물 부족 초등3-4학년)

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1. 빗물, 어떻게 재어야 할까?

물 부족은 세계적인 이슈이면서 동시에 우리나라에서도 중요한 이슈이다. 일상생활 에서의 쓰는 물 부족은 모든 사람들의 문제이며, 현재를 위해서 그리고 미래를 위해 서 꼭 해결해야 할 과제가 된다. 따라서 ‘빗물, 어떻게 재어야 할까?’ 프로그램에서는 우리 생활과 밀접한 비의 양을 어떻게 측정할 것인지에 대한 답을 찾아가는 활동을 한다.

이미 우리 조상들은 측우기를 발명하여 비의 양을 측정하고 이를 생활에 활용하였 다. 현재 빗물 측정은 물 부족 해결을 위한 빗물의 이용에서 우선적으로 이해해야 하 는 기초 활동이다. 학생들은 물론 이 단계에서 물 부족 해결에 대한 답을 찾아내지는 못한다. 하지만 우리의 생활에 밀접한 비, 강수량의 궁금증에서 시작된 질문은 측우기 당시를 떠올릴 수 있는 소설을 분석하면서 빗물 이용의 첫 단추를 끼우게 된다. 학생 들은 강수량을 어떻게 측정할 수 있는지 다양한 용기를 탐색한 후에 우량계의 필요성 을 알고 우리 모둠만의 우량계를 제작한다. 그리고 비가 오는 어느 날 실제 강수량을 재어보고 기상청에서 발표하는 실제 강수량과 비교해보는 과정을 통해 성공의 기쁨과 새로운 도전의식을 가질 수 있을 것이다.

2. 빗물을 저금하자!

비의 양을 어떻게 측정할 것인지에 대한 문제 해결은 실제 빗물을 저금해보는 이 프로그램과 맥락적으로 깊은 관련이 있다. 빗물의 효율적인 관리는 물 부족을 해결하 는 데 기여할 뿐 아니라 도시형 홍수를 방지하는 데에도 긍정적인 효과가 있다. 또한 우리가 이용할 수 있는 물이 충분하지 않음에도 불구하고 여전히 물이 낭비되고 있는 현실 상황을 통해 학생들은 빗물의 이용 과정에서 물에 대한 다양한 시각을 갖게 될 수 있다.

학생들은 빗물을 어렵게 모으고 사용하면서 물의 소중함을 깨닫고 물을 절약하고자 하는 실천의지를 기를 수 있을 것이다. 이를 위해 학생들은 빗물 저금통에 대한 아이

디어를 모아내고 이를 도출하기 위해 적극적인 의사소통을 하게 될 것이다. 학생들 은 빗물 저금통의 사용과 빗물저금통장을 체험하면서 빗물이 곧 돈이며 자원임을 깨 닫는 계기를 가져올 수 있다. 이와 같은 활동을 통해 물 절약과 함께 풍부한 수자원 확보를 위해 개발과 보전의 가치 중 어떤 것이 우선적으로 이루어져야하는지 가치결 정의 문제까지도 심화, 확대할 수 있을 것이다.

3. ‘물 쓰듯이’는 이제 아껴 쓴다는 뜻!

우리의 일상생활 속에서 물은 다양한 용도로 쓰인다. 물 부족을 해결하기 위해 가 장 먼저 해결해야 할 일은 물을 아껴 쓰는 일일 것이다. 돈을 물 쓰듯이 쓴다는 표현 이 있다. 이는 헤프게 낭비한다는 뜻이다. 그러나 이제 물은 생활 속에 없어서는 안 될 매우 중요하고 경제적 가치가 큰 자원이 되었다. 물은 이제 ‘돈 쓰듯이’ 절약하며 규모 있게 써야 한다. 따라서 이 프로그램에서는 이러한 점을 고려하여 물 절약과 관 련된 활동 등으로 구성되었다.

학생들은 실제 정해진 물로 살기와 같은 미션 활동을 상상해보게 하고 이를 해결하 기 위한 창의적인 설계 과정을 체험한다. 모둠별로 절수 아이디어를 모아보고, 이 아 이디어를 이용해서 걸레를 빨아보는 과제를 서로 수행하면서 어떻게 하면 정해진 물 을 규모 있게 사용할 수 있는지에 대한 답을 찾아가게 된다. 의미 없이 물을 틀어 놓 는 일은 상상할 수도 없다. 우리에게 물자원은 그렇다. 예전의 무한한 자원으로 여겨 졌지만 이제는 유한한 자원이며, 사용할 수 있는 물은 점점 더 줄어들고 있다. 따라 서 일상 속에서 실천할 수 있는 창의적인 물 절약 방안을 제안하여 물 절약을 통해 물 부족 해결에 대한 다양한 접근방식을 이해한다.

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차 례 Contents

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1. 빗물, 어떻게 재어야 할까?

1

2. 빗물을 저금하자!

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3.‘물 쓰듯이’는 이제 아껴 쓴다는 뜻!

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주제 개요

날씨는 학교생활에 많은 영향을 준다. 비가 얼마나 내리는지 학생들은 야외활동 에 영향을 주는 빗물에 관심이 많다. 본 프로그램은 강수량의 궁금증에서 시작하 여 측우기와 관련된 글을 읽으면서 강수량을 어떻게 측정할 수 있는지 탐색한 후 에 우량계의 필요성을 알고 우리 모둠의 우량계를 제작한다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

연계 교육과정 교육과정 목표 차시 학습목표

초등 학교

국어 (1차시)

3 ~ 4 학 년 군 읽기

2009 교육과정

(3) 읽기 과정에서 지식과 경험을 적극적으로 활용하며 글을 읽는다.

일의 방법을 파악하며 글을 읽는다.

과학 (2차시)

(7)액체와 기 체의 부피

2009 교육과정

(나) 눈금실린더로 액체의 부피를 측정하여 적 절한 단위로 나타낼 수 있다.

나만의 부피 측정 기구 를 만들어 봅시다.

요소에 따른 내용

시간 과목 요소에 따른 내용

1차시 국어 : 강수량 의미 이해하기

측우기 발명당시 상상하며 소설 읽고 내용 파악하기

2차시 과학

: 강수량 의미 이해하기

강수량을 어떻게 측정할 수 있는지 탐색하기 우량계　실험하기

수업 구성 원리

상황제시 - 뉴스에서 강수량의 이야기를 듣고 내일 개최될 캠프가 취소되는지에 대한 여부를 알기 위해 강수량을 어떻게 잴 수 있는지에 대한 상황 제시

창의적 설계 - 다양한 용기에 강수량을 재어보는 실험

- 강수량, 우량계, 측우기에 대한 이해를 바탕으로 측우기 발명 당시의 장면 상상하며 소설 분석하기

감성적 체험 (성공의 경험)

- 강수량 실험을 통해 적절한 용기 찾기 성공

- 모둠별로 제작된 우리 모둠의 측우기 제작에서 협력하는 태도 기르기

교수자는 교육과정 목표와 차시 목표 사이의 연관성을 확인하고 두 목표가 동시에 성취될 수 있도록 한다.

01 빗물 어떻게 재어야 할까?

차 시 1~2차시

단 원 1. 액체와 기체의 부피

교육과정 목표 2009 개정

(7) 액체와 기체의 부피

(나) 눈금실린더로 액체의 부피를 측정하여 적절한 단위로 나타낼 수 있다.

차시목표

나만의 부피 측정 기구를 만들어 봅시다.

요소 및 수업계획

학습과정 교수·학습 활동 시간 학습자료

도입

◈ 어떻게 할까요?

-교재활동지 비가 10mm 온다는 뜻은 무슨 뜻인가요?

비 때문에 야외활동이 취소되었던 경험 발표하기 비의 양을 재는 것은 왜 중요할까?

5＇

전개

◈ 시나리오 작성하기 -PPT

-PPT -교재활동지

다양한 용기, 자, 물뿌리개 세종대왕의 측우기 발명 당시를 상상하며 소설 읽기

왜 빗물을 재기 시작했을까? 20＇

◈ 빗물을 측정하는 도구를 만들 수 있을까?

측우기의 모양을 통해 우량계의 생김새 파악해보기 우리생활과 결부시켜 우량계가 왜 필요한지 탐색해보기 강수량을 정확하게 잴 수 있는 도구는 어떤 것일지 탐색해보고, 나만의 우량계 고안하기

고안한 우량계로 빗물 측정 실험 해보기

50＇

정리

◈ 빗물측정하기

교재 활동지

강수량 측정 도구로 실제 빗물 측정하기 5＇

지도상의 유의점

• 측우기와 현재의 우량계의 사진 등을 분석해보고 공통적으로 위아래 모양 넓이가 같은 원통모형이 사용되었음을 찾게 한다.

• 시간을 고려하여 측우기를 만들어 보고, 시기를 조절하여 실제 비의 양을 측정해보는 활동을 해보도록 한다.

어떻게 할까요?

엄마와 함께 뉴스를 보는 수하와 혜성이는 내일의 날씨에서 강수량이 10mm정 도 된다는 기상캐스터의 말을 들었다. 강수량 10mm가 많은 건지 적은건지 알 수 없었다. 내일 학교에서 하는 숲체험 캠프를 가기로 했는데 취소되는 건 아닌 지 걱정이 되었다.

수하 : 10mm면 얼마나 많은 양일까?

혜성 : 내일 비가 10mm 온다고 했으니 한번 재어보면 어떨까?

수하 : 하늘에서 오는 비가 우리 마을 우리 지역에 다 내리는데 어떻게 비의 양 을 잴 수 있다는 거야?

비가 10mm 온다는 뜻은 무슨 뜻인가요?

"그게 뭐야?"

다시 최효문이 들여다본다.

"측우기일세."

"측우기라면?"

"빗물을 받아서 비가 얼마나 내렸는가 측 정하는 기구요."

"어떻게 그걸 아는가?"

"내가 지난해에 만들어 올렸으니까. 이건 물시계를 만들고 나서 곧장 생각해 낸 거 요. 물시계의 원리를 이용한 거지."

"빗물을 받아서 비가 얼마나 내리고 있는 지를 측정한단 말이지. 거 대단한 물건이 네. 그걸 어떻게 만드는데?"

임효돈이 맞장구를 친다.

나는 문득 내 손으로 만들어 보고 싶은 욕구를 느낀다.

"간단해. 여기서 한번 만들어 볼까?"

"어떻게?"

나는 도형을 보아 가면서 만들어 나가기 시작한다.

"원래는 쇠통인데…. 여기서는 쇠통이 없으니까 대나무로 하지. 백호사령, 거 옆에 있는 대나무 통 좀 잘라 주겠소?"

"뭐하게?"

"심심해서 좀 만들어 보게."

"얼마나 자르면 되는데?"

"길이를 1척 5촌 정도(1척은 약 30cm, 1촌은 약 3cm)로 자르고, 원통은 직경 이 7촌이면 되지."

백호사령은 크고 작은 대나무들로 엮어져 있는 대에서 큼지막한 대나무 한 개 를 빼낸 다음 허리에 찬 칼을 꺼내어 대나무 원통을 가볍게 잘라 버린다.

"자, 이 정도면 되겠지."

"그럼 원통을 먼저 고정할 수 있는 받침대를 이렇게 만들라는 것이군. 받침대 는 가로와 세로는 1척 2촌으로 하고 높이는 1척 5촌이면 되겠지"

그 다음 쇠로 만들어진 원통을 세우는 거요.

"이제 비가 오는 거야, 비가 와야지."

“원통에 채워진 비의 양을 길이로 재어 보면 알겠군 그려”

소설 읽기

세종대왕의 측우기 발명 당시를 상상하며 다음 글을 읽어보세요.

빗물 측정 도구를 만들 수 있을까?

측우기에 대해서 알아볼까요?

조선 세종 이후부터 말기에 이르 기까지 강우량을 측정하기 위하 여 쓰인 기구로 1441년 세종 23 년 8월에 호조가 측우기를 설치 할 것을 건의하여, 다음해 5월에 는 측우에 관한 제도를 새로 제 정하고 측우기를 만들어 서울과 각 도의 군현에 설치하였다. 측 우기강우량을 측정하기 위하여 쓰는 기구. 조선 세종 때의 측우 기가 세계에서 가장 먼저 개발된 것이다.

소설 분석하기

- 측우기의 모양은 어떠합니까?

- 강우량을 측정하는 부분은 어디입니까?

- 측우기의 위치는 땅에서 얼마나 떨어져 있나요?

-왜 바닥에 바로 설치하지 않고 밑에 측우대를 설치해서 측우기의 높이를 높였 을까요?

추론하기

비의 양을 왜 알아야 할까요?

측우기는 크게 빗물을 받는 측우기와 측우기를 세워 두 는 측우대로 이루어져 있다.

10초간 같은 양의 물을 뿌 리는 것이 매우 중요하므로 실험 통제에 주의해야 한다.

강수량을 측정하는 도구는 어떤 것이 되어야 하는지 실험을 통해서 확인해봅시 다.

① 다양한 모형을 준비합니다.

② 10초간 똑같이 물뿌리개로 물을 받는다.

③ 자를 이용하여 물의 높이를 측정한다.

-어떤 모양이 빗물을 측정하는데 적합할까요?

-적합하다고 선택한 도구로 비가 올 때 빗물의 양을 재어봅시다.

강수량을 측정하는 도구들의 특징을 적용하여 액체의 부피를 측정하는 도구를 만들어 봅시다.

ㆍ액체의 부피를 측정기구 를 고안하기 위해서 생각해 야 하는 것들은 무엇일까 요?

- 눈금의 간격을 얼마로 할까?

- 최대 측정 부피를 얼마로 할까?

-모양과 크기는 어떤 것이 좋을까?

-측정 기구에 무엇을 표시할까?

- 설계도를 그리고 설계할 때 적용한 내용을 적어 보세요.

<설계도>

설계한대로 ‘우리 모둠’의 측우기를 만들어 보세요.

우리 모둠의 측우기로 비가 올 때 빗물의 양을 재어봅시다.

강수량을 측정하는 도구의 특징을 적용하여 액체의 부 피를 재는 도구를 만들고 자를 이용하지 않고 바로 액체의 높이를 측정할 수 있도록 설계에 반영하도록 하며 부피를 측정할 수 있 게 부피를 측정할 수 있는 눈금도 적용해 보도록 한다.

비가 온다면 빗물의 양을 직접 재어보면서 잘못된 점 을 발견할 수 있도록 한다.

비가 오지 않는다면 이후에 과제로 제시할 수도 있다.

평가 계획

구분 평가기준 방법

1 액체 부피를 잴 때 무엇을 고려해야 하는지 알고 있는가? 수행평가 2 액체 부피를 재는 도구를 만들 때 정확한 부피를 재기 위해 탐구한 원칙을

적용하여 도구를 만들었는가? 관찰평가

3 모둠별로 소설을 분석할 때, 모둠원들의 이야기를 존중하며 토의에 적극적으로

참여하였는가? 관찰평가

4 액체의 부피를 측정하여 적절한 단위로 나타낼수 있는가? 관찰평가

프로그램 운영의 유의사항

• 원통모형으로 제작된 이유는 비가 떨어질 때 모서리가 있으면 비가 튀어나가기 때문에 원통으로 제작되었다.

• 원통모형의 크기가 크다고 해서 비 오는 양을 많이 잴 수 있다는 오개념을 갖 지 않도록 한다.

참고 문헌 및 자료

• 신동원 (2007). 카이스트학생들과 함께 풀어보는 우리 과학의 수수께끼2. 한겨 레 출판사.

• 권혁재(1997). 자연지리학. 법문사.

• 이영규, 심진경, 안영이, 신은영, 윤지선(2010). 교과서가 훤히 들여다 보이는 학습용어 개념사전. 아울북.

• 2012.06.13. 인포그래픽 그래픽으로 보는 뉴스. 2012 저수율과 강수량 현황.

유동수 기자

http://www.kma.go.kr

http://www.scholas.eu/shop/contents/viewer.asp?idx=79

http://www.scienceall.com/contents/contents.sca?todo=contentsview&bbsid=102 4&pageno=2&articleid=291920&cate1=1024B&cate2=

http://web.kma.go.kr/communication/encyclopedia/list.jsp;jsessionid=a7j0TgbAYj 53dHbqlKXPJgin3UxplqaPaQ4dvz7sUCoSBVfGHh943rlj8Wh68EQN?encyc_id=11 73039&page=11&schLang=kor&schGroup=&schType=&schText=%A4%B8 http://www.index.go.kr/egams/stts/jsp/potal/stts/PO_STTS_IdxMain.jsp?idx_cd=

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http://www.kma.go.kr/weather/climate/average_regional.jsp http://hongsu.seoul.go.kr:8047/hongsu/rain/rain01.jsp

http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=3068&docId=1540045&categoryId=3068

측우기란?

측우기는 1441년(세종 23)에 발명된 비의 양을 재는 기구이다. 조선 백성들이 농사를 짓는데 아주 중요한 역할을 하는 기구이다. 비가 얼마나 내리는지에 따라 농사가 잘 되고 못 되는 게 달려 있기 때문이다. 빗물을 받는 그릇인 ‘측우기’와 측우기를 세워 두는 ‘측우대’로 구분할 수 있다. 측우기에 빗물이 고이면 ‘주척’이 라는 자로 그 깊을 쟀다. 처음 만든 측우기는 높이 41cm, 지름이 약 16cm인 원 통형이었다. 하지만 그 통을 채울 만큼 비가 많이 오는 일이 없어서 높이 31cm, 지름 14cm로 줄여서 다시 만들었다. 측우기 밑에 있는 사각 기둥모양의 측우대 는 측우기를 단단히 받쳐 주어 빗물의 양을 쉽게 측정할 수 있도록 돕는 역할을 했다. 또한 측우기가 땅에서 어느 정도 위로 떨어져 있도록 해서 빗물이 튀어 들 어가지 않게 해주었다.

왜 원통 모양일까?

하늘에서 비가 떨어질 때 측우기 모서리에 각이 져 있으면 물이 튀어 정확하게 양을 측정할 수 없기 때문이다. 또한 같은 둘레라도 원형으로 된 그릇이 물을 더 많이 담을 수 있기 때문이라고 알려져 있다. 측우기를 이용한 강우량 측정은 원 통 안에 일정 기간 동안에 고인 빗물의 깊이를 재는 것이다. 측우기는 안쪽의 지 름이 14.7cm, 높이는 42.5cm로 둥근 원통으로 되어 있는데, 비가 올 때는 이 원 통을 밖에 세워 두어 빗물을 받았다. 측우기에 고인 빗물의 깊이는 자로 재는데, 이 때 사용하는 자는 여러 종류가 있다. 쇠로 만든 자를 사용하는 경우도 있었지 만, 지방의 일반 군현에서는 나무 자 또는 대나무로 만든 자를 쓰기도 하였다.

왜 세 조각으로 만들어졌을까? 강수량이 많을 때와 적을 때를 고려하여 측정 에 편리하기 위해서이며, 열에 따라 팽창하는데 생기는 오차를 줄이기 위해 서이다.

측우기는 세계 최초의 빗물 측정 도구로 백성들의 농사 생활에 도움을 주기 위해 발명되었다.

역사적 배경

측우기 발명 이전에는 비가 온 후 땅을 파서 비가 젖어 들어간 깊이를 쟀다. 그 러나 비가 스며든 깊이는 비가 오기 전 땅의 상태에 따라 달라진다. 또한 정확한 깊이를 재는데도 많은 어려움이 있다. 그래서 간편하게 위아래가 둥근 원기둥 모 양의 그릇을 만들어 빗물의 양을 재고자 했던 것이다.

실제로 <조선왕조실록> 세종 23(1441)년 4월 의 기록에는 “근년 이래로 세자가 가뭄을 근심 하여 비가 올 때 마다 비 온 뒤에 땅을 파서 젖 어 들어간 깊이를 쟀으나 정확하게 푼수를 알 수 없었으므로, 구리로 주조한 기구를 궁중에 설치하고 여기에 고인 빗물의 푼수를 조사하였 다.”라고 기록돼 있다. 이에 <조선왕조실록>

세종 23(1441)년 8월에는 다음과 같은 기록이 있다. ‘호조에서 여쭙기를, 각도의 도지사가 강우량을 보고하도록 하는 법이 있 으나 땅이 말랐을 때와 젖어 있을 때에 따라서 땅 속에 스며드는 빗물의 깊이가 갚지 않아 그것을 재기 어렵습니다. 청하옵건데 서운관에 대를 만들고 길이 2척, 지름 8촌의 철기를 주조하여 대 위에 놓고 빗물을 받아 본관원에게 그 깊이를 재 서 보고하도록 하십시오.’

강수량이란?

강수량: 강수란 하늘에서 떨어져서 물이 될 수 있는 모든 현상을 가리킨다. 강수 에는 비, 우박, 눈, 이슬 무빙, 서리 및 안개비 등이 포함된다. 강수의 총량은 일 정 기간에 특정한 지역에 내린 강수의 전체 양을 의미한다.

- 강수량의 단위: 강수량의 단위는 부피(mL)의 개념이 아닌, 밀리미터(mm)이 다. 이는 강수가 지표 위를 흘러가거나 스며들지 않고 땅 표면에 괴어 있다는 가 정 아래, 그 괸 물의 깊이(즉, 집수면적에 대한 깊이)로 강수량을 측정하기 때문 이다 . 우리나라는 1770년부터 현재까지 강수량을 측정한 자료가 있습니다. 세계 에서 가장 긴 강우기록입니다.

10년간의 계절별 강수량 변 화 현황을 통해 기후변화 경향을 파악할 수 있다.

강수량의 측정

강수량 측정에 사용되는 기구를 “우량계”라 한다. 과거에는 원통에 빗물을 모아 높이를 재는 저수형 우량계를 사용하여 수동으로 관측하였지만, 현재는 자동화된 우량계를 이용하여 전자 측정 및 기록이 가능해졌다. 자동 강수량계는 전도식과 무게식으로 나뉘며, 현재 우리나라 기상청에서는 지름 20cm 규격의 전도식 자기 우량계를 주로 사용한다. 전도식 자기강수량계는 일정량의 빗물이 시소 모양으로 만들어진 한 쪽의 버킷에 고이면 그 무게로 인해 발생한 신호를 디지털로 표현하 여 강수량으로 기록하는 방식이다. 현재 사용하고 있는 우량계 역시 조선시대에 만들어진 측우기와 크기 및 형태가 비슷함을 알 수 있다.

강수량 추이 (출처:E나라지표)

주제 개요

우리나라는 물 부족 국가이다. 이런 국가적인 위기에도 여전히 물이 낭비되고 있 다. 학생들은 물이 부족한 상황에서 물의 소중함을 깨닫고 물을 절약하고자 하는 실천의지를 기를 수 있을 것이다. 그리고 물을 절약하는 것에서 한발 더 나아가 물 자원을 효율적으로 활용하기 위한 빗물 저금통 같은 여러 아이디어를 도출해 낸다. 학생들은 여러 활동을 통해 물절약과 함께 풍부한 수자원 확보를 위해 개 발과 보전의 가치 중 어떤 것이 우선적으로 이루어져야하는지 가치결정의 문제까 지도 체험해 볼 수 있을 것이다.

차시별 교육과정과의 연계 및 학습목표

연계 교육과정 교육과정 목표 차시 학습목표

초등 학교

과학 (1차시

)

(16)물의 상 태 변화

(가) 물은 세 가지 상태로 존재할 수 있음을 안다.

물의 순환에 대하여 알 아봅시다.

미술 (2차시

)

<표현> ① 주제 표현

㉯ 관찰, 경험, 상상 등의 방법으로 주제를 자 유롭게 표현한다.

상상한 것을 입체로 나 타내 봅니다.

요소에 따른 내용

시간 과목 요소에 따른 내용

1차시 과학

: 지하수 보호를 위한 빗물 이용 사례 살펴보기 : 지하수 오염과 지하수 고갈 탐색하기 : 지하수 보호를 위한 빗물 이용현황 살펴보기

2차시 미술 : 빗물 저금통 설계

: 빗물 이용계획을 적은 빗물 저금 통장 기록하기

수업 구성 원리^•

상황제시 ^• 비가 많이 오는 날의 빗물을 모아서 비가 안 오는 날 화단의 식물에게 줄 수는 없을까?

창의적 설계

• 지하수 오염 및 고갈상태 파악하기

• 빗물 이용 사례 탐구하기

• 빗물 저금통을 디자인하여 주변의 재료를 이용하여 만들어 보기

감성적 체험 (성공의 경험)

• 빗물 수집을 통한 물부족 문제 해결로 인한 성취감

• 빗물이용계획을 적은 빗물 저금 통장을 통한 빗물의 가치 깨닫기

교수자는 교육과정 목표와 차시 목표 사이의 연관성을 확인하고 두 목표가 동시에 성취될 수 있도록 한다.

02 ^{빗물을 저금하자!}

차 시 1~2차시

단 원 (4) 모습을 바꾸는 물, 미술 <표현> ①주제 표현

교육과정 목표

과학 (16)물은 세 가지 상태로 존재할 수 있음을 안다.

미술 ㉯ 관찰, 경험, 상상 등의 방법으로 주제를 자유롭게 표현한다.

차시목표

과학 물의 순환에 대하여 알아봅시다.

미술 상상한 것을 입체로 나타내 봅니다.

요소 및 수업계획

학습과정 교수·학습 활동 시간 학습자료

도입

◈ 빗물을 내 마음대로 할 수는 없을까?

-교재활동지 비가 많이 오는 날의 빗물을 모아서 비가 안오는 날 화단의 식물에

게 줄 수는 없을까?

빗물은 어디로 가고 언제 내리는 것일까?

5＇

전개

◈ 빗물 보관통 탐구하기

-PPT

-PPT -교재활동지 -스리랑카의 펌프킨 탱크와 일본의 로지손 탐색하기

-우리 집에 설치한다면 어떤 문제점이 있을까? 15＇

◈ 우리만의 빗물 저금통 디자인

▸빗물을 보관할 수 있는 보관통의 크기는 어떻게 해야 할까?

▸빗물을 많이 모을 수 있는 보관통의 모양은 어떻게 해야 할까?

▸빗물을 이용할 수 있도록 하기 위해서 어떤 장치를 해야 할까?

어떻게 하면 보다 효과적으로 빗물을 모을 수 있을까?

어떤 재료와 도구를 사용해야 할까?

40＇

◈ 빗물 이용계획이야기 하고 빗물 통장에 저금하기

실제 비가 오면 빗물저금통에 빗물을 모아보고 빗물 이용계획대로

빗물을 활용하기 15＇

정리

◈ 빗물 모아보기

교재 활동지 실제 비가 오는 날 빗물 보관통에 빗물 모아보기 5＇

빗물 이용을 통해 우리의소 중한 자원인 지하수의 보호 및 경제적인 효과도 볼 수 있음을 알게 한다.

실제 사용하기 위해서 저금 통 및 집수장치가 깨끗해야 함을 인식하도록 한다.

지도상의 유의점

- 같은 크기의 저금통이라고 한다면 더 많이 모으기 위한 디자인적 측면을 고려해 보도록 한다.

-빗물의 활용용도는 조경수, 화장실 용수, 식수 등 우리 생활속 모든 영역에서 활 용할 수 있음을 알게 하고 빗물 이용을 통해 우리의소중한 자원인 지하수의 보호 및 경제적인 효과도 볼 수 있음을 알게 한다.

-하늘에서 떨어지는 빗물을 많이 모으기 위해서는 집수할 수 있는 면적을 넓게 하 여야 함을 안내하고 아무리 집수 면적이 넓어도 보관통의 크기가 작으면 많은 양 의 빗물을 모을 수 없음을 알게 한다.

-수업의 목적은 학생들의 물절약 생활태도를 기르기 위한 것임을 알고 수업이 마 무리되는 시점에서 물절약의 중요성에 대해서 한 번 더 강조하도록 한다.

빗물을 많이 모으기 위해서 는 아무리 집수 면적이 넓 어도 보관통의 크기가 작으 면 많은 양의 빗물을 모을 수 없음을 알게 한다.

‘어떻게 할까요’

우리 반 화단에 물을 주는데 화단이 마른 날은 물을 많이 줘야 해서 여러번 물을 날라야 한다. 비가 많이 온 날은 물이 화단 밖으로 흐르기도 한다. 또 운동장에 도 물이 고여 있어서 좋아하는 체육도 할 수 없다. 그러나 다음 날이면 운동장은 어느덧 말라있다. 비가 많이 오는날 빗물을 모아서 비가 안오는 날 화단의 식물 에게 줄 수는 없을까?

빗물은 어디로 갔을까요?

비는 언제 내리나요?

빗물은 지표로, 지표에서 증발하는 물은 다시 빗물로 순환한다. 이 때에 일부는 지하로 침투한다.

일본 스미다 시에는 빗물을 이용하 기 위한 5개의 로지손이 있다. 가정 집의 지붕면을 통해 내려 온 빗물은 집 근처의 로지손의 지하 탱크에 저 장되어 물이 필요할 때마다 수동펌 프를 이용해 손쉽게 빗물을 이용할 수 있다.

스리랑카에서는 수도 공급 시스템의 설치가 어려운 지역을 중심으로 빗 물 저장고, “펌프킨 탱크(Pumpkin tank)”를 설치하는 사업을 통해 일 반 가정에서 빗물을 저장하여 일상 용수로 활용할 수 있도록 장려하고 있다.

빗물 이용 탐색하기 빗물을 이용한 현황 살펴보기

우리 집에 스리랑카의 펌프킨 탱크나 일본의 로지손을 설치한다면 어떤 점이 좋 을까요?

혹시 적용하는데 문제점이 있다면 어떻게 고쳐보고 싶은지 그려보세요.

로지손이란 빗물이용시스템 으로 식물재배, 화장실 및 소방용수는 물론 적절히 소 독해 식용으로 사용한다는 일본 스미다 구민들의 빗물 이용사례이다.

빗물-지표-증발-구름-빗 물로 순환되나 빗물이 일부 지표로 침투하고 이것이 지 하수가 되는데, 지표가 계 속해서 포장된다면 지하수 의 양은 어떻게 될지 생각 해보도록 한다.

서울광장 도시농업박람회에 설치

우리만의 빗물 저금통 만들어보기

어떻게 하면 보다 효과적으로 빗물을 모을 수 있을까?

▸빗물을 보관할 수 있는 보관통의 크기는 어떻게 해야 할까?

▸빗물을 많이 모을 수 있는 보관통의 모양은 어떻게 해야 할까?

▸빗물을 이용할 수 있도록 하기 위해서 어떠한 장치를 해야 할까?

다음의 빗물 저금통을 살펴보고 우리 학교에 설치할 빗물 저금통을 그려보세요

우리나라의 빗물 활용 사례 (서울대 기숙사 등)을 살펴 보는 것도 필요하다.

설치할 설계도를 그려 보세요

준비물

설치 장소

그린 설계도를 바탕으로 빗물 저금통을 만들어보세요.

빗물 통장으로 부자되세요.

만든 빗물 저금통의 빗물 사용량을 기록할 수 있는 빗물 통장을 만들어 봅시다.

무엇을 기록해야 하나요?

빗물 저금통에 빗물을 모아서 어디에 활용할지 모둠별로 이야기해봅시다.

빗물 통장에 기록하기

비가 오는 날 우리 모둠의 빗물 저금통으로 빗물을 모아 봅시다. 현재 빗물로 사 용할 수 있는 부분을 대체할 경우 얼마나 절약할 수 있는지 생각해 보고 앞으로 실제 절약한 양을 빗물 통장에 기록해 봅시다.

빗물 저금통장을 만들어보 고, 어디에 활용했는지를 적게 하되 이통장은 남아있 는 빗물량이 많은 것보다는 비가 올 때 새로운 빗물로 채우는 것이 더 바람직하다.

교육과정 살펴보기

과학

물의 순환이란?

미술

상상의 세계를 입체로 표현한 작품을 감상할 때는 다음의 관점을 갖는다.

• 어떤 주제를 사용하였나?

• 어떤 재료와 용구를 사용하였나?

• 재미있게 표현한 점은 무엇인가?

핵심 주제 확인하기

◎ 빗물 이용 현황

• 우리나라에서 빗물은 평소에는 정원용수, 화장실 용수 또는 세차용수 등으로, 가뭄시에는 비상용수로 활용 가능하다 그러나, 우리나라 강우특성상 여름철에 집중되는 빗물의 이용은 제한적일 수밖에 없다.

• 우리나라는 빗물 이용을 권장하기 위해 현재 종합운동장·실내체육관 등과 같 이 넓은 지붕면적을 차지하는 시설물 중에서 대통령령이 정하는 시설물을 설 치할 때 빗물이용시설을 설치·운영하여야 한다고 수도법에 명시되어 있다.

• 국내 5개 월드컵 경기장에 빗물이용 시설을 설치하여 활용중(총 26,510톤)이 며, 의왕소재 갈뫼중학교(100톤, 홍보관설치)·서울대학교 기숙사(200톤) 등에 시범 설치하였으며 운영중에 있다.

◎ 빗물 저금통 실제 모습

흐르는 물-증발-수증기-응 결-구름-비와눈-땅-흐르는 물로 순환한다. 또한 사람 의 몸 안에서도, 식물 안에 서도, 호수에서도, 바닷물에 서도 순환한다.

핵심 주제 확인하기

◎ 빗물 이용 사례

<앵커 멘트>

우리 선조들은 처마 밑에 양동이를 놓고 빗물을 받아쓰곤 했죠.

하지만 요즘은 산성비 걱정에 옛날 얘기가 돼 버렸습니다.

그런데 실제로 비가 산성이 강할까요?

잠시 뒤 실험으로 보여드리겠습니다.

빗물을 유용하게 쓸 수 있다는 얘기를 하려는 거잖아요.

어떻게 쓸 수 있을까요?

<기자 멘트>

요즘처럼 장마가 지루하게 이어질때는 실감이 잘 안나지만 빗물은 사실 소중한 자원 중의 하나입니다.

봄비 1mm의 가치는 약 213억원에 달한다는 연구결과까지 있을 정돕니다.

이런 소중한 빗물을 잘 이용해 가계경제에 크게 도움을 받는 사람들이 있습니다.

청소나 화장실용수는 물론 텃밭 가꾸기까지, 빗물 재활용의 달인들 만나봤습니다.

<리포트>

연일 이어지는 장맛비. 지나친 비는 재해로 이어지지만 비는 옛부터 꼭 필요한 자원 중 하나입니다.

서울의 한 자동차 정비업체. 다른 곳과 별반 다를 것 없이 평범해보이지만 이 정비소만의 특별한 비밀이 하나 있습니다.

<인터뷰> 황영길(자동차정비업체 대표) : “빗물을 처음 사용한 것은 2007년입니다. 2007년에 우연히 정화조가 비어 있어서 그것을 사용할 이유가 없었기 때문에 빈 통으로 두기가 너무 아까워서 그곳에 빗 물을 받아서 쓰면 참 좋겠다는 단순한 생각으로 접근하게 됐습니다.”

저장된 빗물은 자동차 정비와 세척에만 사용되는 것이 아닙니다.

지붕을 따라 이동한 빗물은 바로 아래에 있는 화장실로 가게 되는데요.

화장실에서도 수돗물은 하나도 쓰지 않고 오직 모아놓은 빗물을 사용해 깔끔하게 관리합니다. 빗물을 재 활용하면서 경제적인 이득까지 얻었습니다.

<인터뷰> 황영길(자동차정비업체 대표) : “빗물로 대체하는 것으로 계산하면 한 달 약 3~4만 원 정도 의 경제적인 이득이 되지 않을까 생각합니다.”

지난해 세계공룡엑스포가 열린 경남 고성의 당항포관광지. 당시 빗물관리시스템을 도입하면서 크게 화제 가 됐는데요.

<인터뷰> 남현미(경남 고성군 문화관광체육과) : “여기 있는 시설은 빗물을 이용해 만든 빗물 벽천 분 수입니다.”

관광지 여기저기 만들어진 분수나 연못, 워터커튼도 모두 빗물로 운영되는데요.

빗물은 관광지 건물의 지붕에 설치된 집수 장치로 모으고 있습니다.

<인터뷰> 남현미(경남 고성군 문화관광체육과) : “빗물을 여기서 집수해서 저 관을 통해 빗물 저장 탱 크에 빗물을 받고 있습니다.”

빗물은 친환경 농업에도 유용하게 사용되는데요.

이곳에서는 빗물로 각종 작물을 재배하고 있습니다.

<인터뷰> 유종찬(경남 고성군청 당항포관광지사업소) : “빗물로 이렇게 (채소에) 물을 줍니다.”

모아진 빗물은 정수과정을 거쳐 조경수로도 사용되는데요.

이런 과정을 통해 빗물은 허투로 버리는 것이 아닌 소중한 자원임을 알리고 있습니다.

실제 우리나라에서 활용되 는 빗물 사례를 통해 빗물 활용이 어려운 일이 아님을 깨닫고 적극적으로 참여해 볼 수 있도록 한다.

<인터뷰> 유종찬(경남 고성군 당항포관광지사업소) : “빗물을 조경수와 화장실 용수로 사용하고 있습니 다.”

빗물의 순환과정을 한눈에 볼 수 있어 체험학습 장소로도 인기가 높은데요.

<인터뷰> 이선호(울산광역시 달동) : “물자원이 부족하다는데 자연에서 생긴 물을 이용한다는 것이 보 기 좋습니다.”

이렇게 빗물을 재활용하면서 상수도 사용량이 줄어 예산절감의 효과도 거두고 있습니다.

<인터뷰> 남현미(경남 고성군 문화관광체육과) : “관광지 내의 모든 물을 빗물을 이용해 약 7천만 원 정도의 상수도 요금 절감 효과를 얻었습니다.”

최근 서울대 빗물연구센터에 만들어진 옥상텃밭입니다.

이 텃밭은 건물에 모이는 빗물이 넘치는 것을 막아 홍수도 예방하고 수자원으로 활용하기 위한 것입니 다.

비가 내리면 식물이 수분을 머금어 비 피해를 줄이는 것과 같은 원리입니다.

<인터뷰> 한무영(서울대학교 건설환경공학부 교수) : “지붕에 떨어진 빗물은 홈통을 통해 하수구로 가 게 돼 있습니다. 그런데 그 물을 하수로 보내지 않고 중간에 차단해 이런 통에 모아놓는 것을 빗물 저금 통이라고 합니다. 홍수도 줄일 수 있고 이 물은 수자원으로 활용할 수 있으니 일석이조의 효과가 있습니 다.”

빗물은 물 부족국가인 우리에게 소중한 자원이지만 산성비 등의 우려로 빗물의 사용을 꺼리는 경우가 많은데요.

그렇다면 빗물의 산성 농도는 어떨지 직접 실험해봤습니다.

최근 내린 장맛비를 모아 콜라, 주스, 그리고 수돗물과 비교해보는 방법으로 산성도를 확인해 보기로 했 습니다.

수치가 낮고 붉을 수록 산성인데요.

콜라는 가장 낮은 3이 나왔습니다. 오렌지주스 역시 콜라와 비슷한데요.

반면 빗물은 6~7사이의 수치를 보였습니다.

이는 수돗물과 비슷한 수치입니다.

<인터뷰> 송현근(서울대학교 빗물연구센터 연구원) : “내리는 비라도 이렇게 산성도가 강하지 않으니 걱정하지 않으셔도 될 것 같습니다.”

실험 결과처럼 빗물은 각종 생활용수로 쓸 수 있는데다 잘 처리하면 식수로도 충분히 쓸 수 있습니다.

하늘에서 떨어지는 선물이라고도 불리는 빗물!

허투루 버리지 않고 조금만 신경써서 관리한다면 훌륭한 수자원으로 되돌아옵니다.

빗물을 이용하면 생태계의 건강성과 지속가능성을 높 이는 가치가 있다.

평가 계획

구분 평가기준 방법

1 물의 순환을 이해하였는가? 수행평가

2 빗물저금통 주제에 맞게 표현하였는가? 관찰평가

3 빗물저금통장을 활용하여 빗물을 활용하였는가? 관찰평가

프로그램 운영의 유의사항

• 빗물은 지표로, 지표에서 증발하는 물은 다시 빗물로 순환한다. 이 때에 일부 는 지하로 침투한다는 사실도 함께 지도한다.

• 빗물 저금통장을 만들어보고, 어디에 활용했는지를 적게 한다.

• 빗물을 보관할 때 깨끗하게 집수면을 통해 잘 집수하고 햇빛을 잘 차단해주면 상당히 오랫동안 수질을 변화시키지 않고 빗물을 잘 보관할 수 있다는 사실을 학생들에게 인지시킨다.

참고 문헌 및 자료

• 독고 석, 외국의 빗물이용사례, 한국빗물모으기 운동본부 사례집

• 한무영 역, 빗물이용 지구사랑, 대한상하수도학회 빗물이용연구회, 2001 http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=116&contents_id=16966

http://www.naeil.com/news/Local_ViewNews_n.asp?bulyooid=6&nnum=7120 97

http://www.hydrosys.net/myplus/bbs/table/hydrosys_doc/upload/%EC%99%B 8%EA%B5%AD%EC%9D%98%EB%B9%97%EB%AC%BC%EC%9D%B4%EC%9A%A9

%EC%82%AC%EB%A1%80.pdf

• [국토교통부 홈페이지 - 정책자료 – 대체수자원 소개]

http://mltm.go.kr/USR/policyData/m_34681/dtl.jsp?search=&srch_dept_nm=

&srch_dept_id=&srch_usr_nm=&srch_usr_titl=Y&srch_usr_ctnt=&search_regd ate_s=&search_regdate_e=&psize=10&s_category=&p_category=&lcmspage=6 0&id=234

• [농촌진흥청 토양비료관리과]

http://www.rda.go.kr/board/board.do?dataNo=100000446211&mode=view&pr gId=day_ctbtcolumnEntry

• 연합뉴스-2013.05.01 버려지는 빗물, 모아쓰는 지혜, 빗물저금통 ‘각광’

토양의 물 저장

토양은 더러운 물을 가리지 않는다. 더러운 찌꺼기는 걸러 미생물의 먹이가 되고 분해산물로 양분이 생산되어 식물을 풍요롭게 한다. 그 식물은 우리의 먹거리가 되고 토양층을 따라 걸러져 깨끗해진 물은 지하로 스며들어 우리가 먹는 물로 거 듭나게 된다. 그렇다고 토양이 깨끗한 물을 먹지 않는 것은 아니다. 비가 내리면 빗물을 머금어 간직하고 있다가 식물이 이용할 수 있게 하고 스며든 물은 경사를 따라 흘러 강물로 합해지거나 더 깊이 스며들면 지하수로 저장된다. 다시 말해 토양은 정수처리장이자 저수 댐의 역할을 한다.

토양은 어떻게 이렇게 물을 저장하고 정수시킬까? 미생물은 유기물이 많고 산소 가 잘 공급되는 표토에 주로 분포하여 찌꺼기를 분해하는 역할을 한다. 토양에는 다양한 크기의 구멍이 있다. 큰 구멍은 먼저 물을 빨리 받아들이고 아래로 쉽게 물을 빼내어 새로운 공기로 식물과 미생물에 산소를 공급한다. 작은 구멍은 물을 잘 간직한다. 토양은 깊어짐에 따라 색깔이 달라지는 층이 나타나며 이러한 층을 지나가며 물은 더 깨끗하게 된다. 즉 표토에 미생물이 풍부하고 큰 구멍과 작은 구멍이 고루 분포하며 층이 잘 형성되어 있는 토양은 식물뿐 아니라 맑은 물을 생산하는 귀한 보물이다.

산업화와 도시화가 급격히 진행되어 사 람의 손길이 닿지 않는 곳이 거의 없는 오늘에 토양 또한 예전의 모습 그대로 일 수는 없다. 개발에 따라 땅을 파고 덮는 모습에서 우리는 중장비들을 흔히 볼 수 있다. 이런 중장비들이 토양위로 지나가면 토양이 밟혀 다져지게 된다.

특히 토양의 큰 구멍이 막히어 비가 오 면 토양으로 물을 빨리 받아들일 수 없 게 된다. 따라서 빗물은 지표 위로 대부 분 흙탕물이 되어 흘러가버린다. 토양으 로 스며들어 층층이 걸러져 맑은 물이 될 수 있는 귀한 물이 말이다.

생수 또한 지하 암반에서 뽑아 올린 것 으로 토양이 먹은 물이다. 토양이 물을 잘 먹을 수 있게 배려하지 않는다면 지 하수 또한 한정된 자원으로 언젠간 고갈될 것이다. 물은 때론 하늘의 구름으로 강물로 우리의 몸속으로 토양으로 식물로 돌고 돈다. 그러나 더러운 물을 맑게 걸러 우리가 안심하고 먹을 수 있도록 하는 것은 토양임을 잊지 말아야 할 것이 다.

빗물의 이용 가치

빗물을 이용하면 생태계의 건강성을 높이는 효과가 있다. 이는 빗물이용을 하면 물을 중앙집중적으로 수돗물을 생산하여 공급하는 것에 비해 분산적으로 소규모 로 이용하는 것이므로 빗물을 모아 이용하는 주변지역의 생태계에 물이 순환하는 것을 돕는 효과가 있으며, 또 환경에 영향을 줄 수 있는 댐을 만들어 물을 공급 하는 방식을 줄일 수 있으므로 자연 환경의 보존에도 도움을 줄 수 있다는 측면 이 있다. 즉, 빗물이용의 또 다른 가치는 빗물이용이 생태계의 건강성과 지속가 능성을 높일 수 있는 가치가 있다.

빗물 수집 해외 사례

1) 독일

독일에서는 20여년 전부터 도시 홍수 예방을 위한 정책이 활성화 되었으며, 많은 시에서 빗물 이용 시설의 확대를 도모하기 위해 보조금을 지원하는 제도를 두고 있다. 최근에는 홍수 방지 차원을 넘어 기업체의 산업용수 혹은 학교,가정의 일 상용수 등으로 빗물 활용 범위가 크게 확대되고 있는 추세이다.

[사례] 베를린 소니센터 (Berlin Sony-center)

소니센터의 집수면을 통해 저장된 빗물은 Postdamer Platz 오피스 타워에서 화 장실 용수나 건물 외부의 조경용수로 사용되며 오피스 타워에 화재가 발생할 경 우에도 소방용수로 이 빗물을 사용한다. 빗물 저장조가 가득 차게 되면 넘친 물 은 14-34 ㎥/h의 속도로 합류식 하수도로 유입되게 되고, 비가 오지 않을 경우 에는 빗물 대신 수돗물이 채워지도록 되어있다.

빗물 공급 라인은 모든 지하 저장조에 연결되어 있다. 그러나 소니 센터 중 오 피스타워는 빌딩 단지 내에서 빗물 이용 시스템을 가지고 있는 유일한 빌딩으로 빗물을 소방용수를 보충하는 데도 사용하고 다른 빌딩에 물이 떨어졌을 때 오피 스 타워의 빗물 시스템에서 전체 수도 공급 시스템으로 빗물을 공급하기도 한다.

오피스 타워에 있는 빗물 저장조는 너무 많은 비가 오게 될 경우 균등조의 역할 을 하게 되며 이때 발생하는 월류수는 합류식 하수도로 들어가게 된다. 수위를 조절할 때 이외에는 화재진압시스템과 빗물 이용 시스템은 독립적으로 운용된다.

2) 일본

일본은 1985년 도쿄돔에 빗물 급수 체제를 도입한 이래로, 주로 도심 지역의 용 수 공급 및 유출 제어를 위해 빗물 활용에 많은 관심을 보니고 있다. 또한 화재 진압과 비상시 물 공급에 대비하기 위해서 빗물을 사용하기도 하며 환경교육 측 면에 서도 빗물의 이용을 장려하고 있다.

[사례] 스미다 시(Sumida City)의 빗물 이용 시설 “로지손(Rojison)”

- 일본 스미다 시에는 빗물을 이용하기 위한 5개의 로지손이 있다. 가정집의 지 붕면을 통해 내려 온 빗물은 집 근처의 로지손의 지하 탱크에 저장되어 물이 필 요할 때마다 수동펌프를 이용해 손쉽게 빗물을 이용할 수 있다. 과거에는 소방용 수로 사용하였으나 현재는 식물을 재배하기 위해 주로 사용되며 긴급사태가 발생 할 경우 소방용수로 사용하기도 하고 비상시에는 적절히 소독하여 마시기도 한 다.

3) 미국

- 미국의 경우 1970년대부터 수자원 고갈 문제 대두와 함께 건조 지역을 중심으 로 빗물 저장에 대한 관심이 크게 증가했다. 그 중 가장 처음으로 빗물저장설비 의 설치를 지원한 곳은 캘리포니아(California)였다. 캘리포니아는 1976년 심한 가뭄을 겪으면서 수자원 확보에 많은 정책적인 노력을 쏟아붇기 시작하였고, 그 대안으로 산업체 및 일반 가정에 빗물 활용을 크게 장려하고 있다. 1980년에는 California Water Conservation Tax Law가 통과되어 빗물, 중수 또는 두 가지 의 혼합된 형태의 사용에 대해 50%(최대 $3000)에 이르는 정부보조금을 지원하 게 되었고, 그 후 몇 가지 개정을 걸쳐 현재에 이르고 있다.

[미국 가정에서의 빗물 시설]

4) 스리랑카

스리랑카는 1995년 세계 은행의 지원 아래 고질적인 물 부족 및 위생 문제를 해 결하기 위하여 Water and Sanitation Program을 시행하고 있다. 해당 프로그램 에서는 수도 공급 시스템의 설치가 어려운 지역을 중심으로 빗물 저장고, “펌프 킨 탱크(Pumpkin tank)”를 설치하는 사업을 통해 일반 가정에서 빗물을 저장 하여 일상용수로 활용할 수 있도록 장려하고 있다.

[스리랑카의 펌프킨 탱크]