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교재 디자인 설명

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융합인재교육(STEAM)이란 과학을 공학, 기술, 예술, 인문사회, 수학 등과 함께 융합하여 학습자가 흥미를 갖고 능동적으로 학습 활동에 참여하도록 하 여 문제해결력을 기르고 창의력과 상상력을 지닌 인재로 성장하도록 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 직면하 는 문제 상황이나 해결해야 할 문제를 제시하고 이를 통해 학습으로 초대합니다.

제시된 문제를 자신의 경험과 관련지어 스스로 해결해야 할 문제로 인식합니다.

두 번째 구성 원리는 ‘창의적 설계’입니다. 과학적 창의성과 기술 및 공학 적 설계 요소 및 수학적 원리 등을 활용하여 문제 상황에서 대한 다양한 해결을 창 의적인 방법으로 구안합니다.

STEAM 수업의 마지막 원리는 ‘감성적 체험’입니다. 학습자가 문제를 해결 하였다는 성공의 기쁨을 경험하는 단계이면서 동시에 실패의 요인을 탐색하여 극복 하고 새로운 문제에 도전하도록 하는 단계입니다. 따라서 자신들의 활동을 성찰해 보고 활동에 대한 평가가 이루어집니다.

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

주제와 관련된 내용에 대해 깊이 있는 학습을 돕는 자료입니다. 책과 기사, 인터넷 주소를 제시하여 관심 있는 학생들에게 유익한 정보를 제공합니다.

문제해결에 필요한 아이디어와 추가 정보가 제시됩니다.

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차 례 Contents

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1. 기후변화, 주범은 누구인가?

1

2. 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는?

10

3. 옥수수, 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가?

18

4. 기후변화, 과학기술로 극복하기

29

5. 우리 지역 그린맵 만들기

39

가해자는 누구인가?

‘완전범죄’라는 것은 존재할 수 있을까? 지식채널e '완전범죄'를 보고, 함께 생각해 보자.

영상에 나타한 희생자들의 공통적인 사인(死因)은 무엇이었는지 이야기해 보자.

정말로 누구에게도 책임을 물을 수 없는 것일까? 아니면 누군가가 책임져야 할 까? 자유롭게 토론해 보자.

누구에게도 책임을 물을 수 없다. 누군가가 책임을 져야 한다.

동영상 : EBS 지식채널e

‘완전범죄’(2012.03.19)

사망의 직접적인 원인이 다 르다면, 그 상황에 이르게 된 배경에 공통점은 없는지 생각해 본다.

나의 의견과 함께 나와 다 른 친구의 의견도 함께 간 단히 정리해 보자.

기후변화 기후변화, 주범은 누구인가? • 3

주범은 누구인가?

지구 온난화의 범인은 온실 효과를 일으키는 기체인 온실 가스라고 한다. 온실 가스 중에서도 특히 CO

, CH

, N

O, HFCs, PFCs, SF

등을 6대 온실 가스라고 하는데, 이 중에서도 주범은 누구일까?

[온실 가스의 종류와 지구 온난화 지수]

CO2 CH4 N2O HFCs, PFCs, SF6

배출원

에너지사용/산업 공정(화석연료연

소 등)

폐기물/농업/축 산

산업공정(고온연 소 등)/비료사용

냉매/반도체 세척용 지구온난

화지수 1 21 310 1,300~23,900

국내총배

출량(%) 88.6 4.8 2.8 3.8

6대 온실 가스 중 지구 온난화의 주범은 어느 기체라고 말해야 할까? 자신의 생각을 말해보고, 그 이유도 함께 이야기해 보자.

6대 온실 가스 중에서 배출원 및 배출량 통제가 가능한 것은 어느 것일까?

CO2 : 이산화 탄소 CH2 : 메테인 (메탄) N2O : 산화 이질소 (아산화질소) HFCs : 수소화플루오린화 탄소 (수소불화탄소) PFCs : 과플루오린화 탄소 (과불화탄소) SF6 : 헥사플루오린화 황 (육불화황)

지구온난화지수 (GWP, Global Warming Potential) : 어떤 온실 가스가 대기 중에 방출된 후 특정 기간 그 기체 1kg의 가열 효과가 어느 정도인가를 평가하는 척도. 100년을 기준으로 CO2를 1로 보고 비교.

* 출처: 지식경제용어사전, 2010.11, 대한민국정부

배후를 찾아라!

온실 가스 증가의 배후는 누구일까? 즐겨 먹는 간식 1가지를 선정한 후, 해당 제 품의 생산, 운송, 판매 과정을 되짚어 보며 온실 가스와 관련된 부분을 찾아보자.

• 주재료 3가지에 대하여 다음 사항을 생각해 보자.

재료명 원산지(거리) 운송수단 재배방법 보관방법

예) 딸기우유 - 딸기 경기도 트럭 하우스재배 냉장

• 원산지 표시가 없는 경우 는 다음과 같이 해 보자.

1) 해당 재료의 유명한 주 산지 적어보기

2) ‘국내산 / 수입산’으 로 구분해 보기

• 스마트폰 지도 서비스 등 을 활용하여 원산지까지의 거리를 구체적으로 확인할 수 있는 경우, 구체적인 거 리도 표시해 보자.

• 생각해 보기 (예) 딸기우유 1) 재료

- 주재료: 딸기, 우유 - 부재료: 딸기향, 과당 등 - 기타재료: 종이팩, 인쇄 잉크 등

2) 생산~판매의 전과정 - 생산 방식 : 하우스 재배 - 생산지 : 경기도 - 운송방법 : 트럭 - 보관 : 냉장

3) 각 과정별 온실가스 배 출 관련성

- 생산 방식 : 하우스 → 난방

- 운송 : 생산지로부터의 운송시 발생하는 트럭 배기 가스

- 보관 : 냉장고 냉매 등

제품이 나에게 오기까지(생산, 보관, 운송, 판매 등)의 과정을 마인드맵으로 나타내고, 각 과정이 온실 가스 배출과 어떤 관련이 있는지 함께 표시해 보 자.

☞ 위의 식품과 관련하여 온실 가스 배출에 가장 큰 책임이 있는 것은 누구 (혹은 어떤 과정)라고 생각하는가? 자신의 의견을 정리해 보자.

기후변화 기후변화, 주범은 누구인가? • 5

교육과정 살펴보기

과학

◈ 온실 효과와 지구 온난화

• 온실 효과 : 이산화 탄소(CO2)와 같은 온실 가스가 태양으로 부터 지구에 들어오는 짧은 파장의 태양 복사 에너지는 통과시 키는 반면 지구로부터 나가려는 긴 파장의 지구 복사 에너지는 흡수하여 지구의 온도를 상승시키는 작용을 한다.

• 지구 온난화 : 온실 효과는 필요하지만 다량의 온실 가스가 산업혁명 이후 지속적으로 대기로 배출되면서 지구 대기 중 농 도가 증가하여 지구의 평균 온도가 증가하고 있다.

핵심 주제 확인하기

◎ 기후 변화

• 일반적 의미 : 인간의 활동에 의한 온실 효과와 화산폭발로 인한 성층권 에어로 졸의 증가 등 자연적인 원인에 의한 효과를 포함하는 전체 자연의 평균 기후변 동을 나타낸다. 그런데, 이러한 정의를 복잡하게 만드는 것 중의 하나는 제한된 공간에서 인간의 활동에 의한 기후의 변화이다. 고도로 도시화된 지역이 주변 지 역과 비교하여 기온이 높은 열섬현상이 그 좋은 예이다.

• 기후변화기본협약의 목적을 위한 기후 변화의 정의 : 직접적 또는 간접적으로 전 체 대기의 성분을 바꾸는 인간 활동에 의한, 그리고 비교할 수 있는 시간 동안 관찰된 자연적 기후 변동을 포함한 기후의 변화

◎ 탄소 순환(Carbob cycle)

지구상의 생물권, 지권, 수권, 기권 사이에서 행해지는 탄소의 생화학적인 순환으로, 탄소의 순환은 지구의 화학적 진화와 열적 진화에 매우 중요한 역할을 한다. 탄소는 지권에 압도적으로 많이 존재하지만, 지권에 존재하는 탄소보다는 기권에 존재하는 탄소가 훨씬 더 중요한 의미를 가진다. 특히 지구 기후 변동과 관련하여 기권을 중 심으로 한 탄소의 공급과 제거는 매우 중요한 현대 과학의 화두이다.

◎ 탄소발자국(Carbon Footprint)

사람의 활동이나 상품을 생산, 소비하는데 직간접적으로 발생하는 이산화 탄 소(CO₂)의 총량을 말한다. 여기에는 일상생활에서 사용하는 연료, 전기, 용 품 등이 모두 포함된다.

다이어트 ?, 다이어트 !

다이어트 열풍의 시대에 색다른 다이어트 이야기를 들어 보자.

1. 무엇을 줄이기 위한 다이어트인가?

2. 이 다이어트가 바라는 효과는?

• 동영상 : EBS 지식채널e '일주일 3km 다이어트' (2011.10.24)

일반적인 다이어트라면 이 질문의 답변은 다음과 같을 것이다.

1. → 몸무게, 체지방 등 2. → 날씬해진다. 더 작은 치수의 옷을 입을 수 있다 등

기후변화 기후변화, 주범은 누구인가? • 7

변수를 찾아라!

앞 차시에서 우리가 무심코 소비하는 제품 하나가 나에게 오기까지 얼마나 많은 온실 가스 배출 과정이 관련되어 있는지 살펴보았지만, 이번 차시에서는 그 중 운송 과정에서의 온실 가스 배출을 집중적으로 살펴보고자 한다.

• 가장 최근에 구매한 물건은 무엇인가?

• 이 물건은 생산된 장소에서 내가 구매한 장소까지 어떤 교통수단을 이용하여 운송되었을까?

• 위의 교통수단은 어떤 연료를 사용하는가?

내가 구매한 제품이 생산지에서 나에게 도착하기까지의 운송 과정에서 배출된 온실 가스 배출량을 친구의 경우와 비교해 보려고 한다.

• 무엇을 비교해야 할까?

친구와 비교하게 되는 것은 상황에 따라 값이 달라지는 ‘변수’에 해당한다.

• 위에서 찾은 변수들은 각각 온실 가스 배출량에 어떤 영향을 주는가?

무심코 먹는 1개의 과자라 도 얼마나 다양한 원산지의 다양한 재료가 포함되며, 또한 얼마나 많은 과정을 거쳐야 최종 제품으로 나에 게까지 오게 되는지 앞 차 시에서의 활동을 떠올려보 자.

• 연료의 종류 : 휘발유, 경유 등

• 연비

: 자동차가 1L의 연료로 달 릴 수 있는 거리(km/L)

식으로 나타내기

앞의 활동에서 찾아낸 온실가스 배출량과 관계된 변수들을 정리해 보고, 이들과 온실가스 배출량과는 어떤 관계(비례/반비례 등)가 있는지 함께 정리해 보자.

온실가스 배출량과 관계된 찾아낸 모든 변수를 정리하고, 각각 적절한 문자로 표현해 보자.

온실가스배출량과 모든 변수와의 관계는 단순히 비례 혹은 반비례한다고 가정하 고, 온실가스 배출량을 계산할 수 있는 식을 문자로 표현해 보자.

온실가스 배출량 =

계산식을 활용하여 온실가스 배출량을 계산해 보고 친구들의 경우와 비교해 보 자.

기후변화 기후변화, 주범은 누구인가? • 9

교육과정 살펴보기

수학

◈ 단항식의 덧셈과 뺄셈

• 문자와 차수가 같은 항을 동류항(同類項, Like terms)이라고 한 다. 단항식의 덧셈과 뺄셈을 계산할 때 동류항끼리 각 항의 계 수를 계산한 후 문자를 곱하여 준다

◈ 단항식의 곱셈과 나눗셈

• 단항식의 곱셈은 수끼리 계산한 후 문자 앞에 쓰는 방식으로 정 리한다.

◈ 일차식과 덧셈과 뺄셈

• 일차식의 덧셈과 뺄셈은 동류항끼리 모아 계산하고 정리한다

◈ 일차식의 곱셈과 나눗셈

• 일차식과 수의 곱셈은 분배법칙을 이용하여 계산하고, 일차식과 수의 나눗셈은 나누는 수의 역수를 구하여 곱하여 계산한다

핵심 주제 확인하기

◎ 푸드마일(food miles)

• 농산물이 생산에서부터 소비자의 식탁에 오르기까지 운반된 거리를 말한다.

◎ 이산화 탄소 등가량(CO2 equivalent; CO2e 혹은 CO2eq)

• 단일 물품이나 활동으로부터 여러 가지 온실 가스가 각기 다른 양으로 방출되는데 이를 일일이 표시하면 탄소 발자국은 매우 복잡해질 수 밖에 없다. 이를 피하기 위 해 이산탄소 등가량으로 표현하는 것이 관례다. 이것은 어떤 물품이나 활동에 의해 발생하는 모든 온실 가스들의 기후 영향을 이와 동일한 영향을 미칠 이산화 탄소의 양으로 치환해 표현한다는 뜻이다.

◎ 온실 가스 배출량 간단 계산

• 탄소 배출량

= 연료 사용량 × 사용한 연료의 석유환산톤(TOE) × 탄소배출계수

• CO2 배출량 = 탄소 배출량 × (44/12) (* 44 = 이산화 탄소 분자량, 12 = 탄소 분자량)

·석유환산톤(TOE) : 서로 다른 종류의 에너지원을 원유 1 ton이 발열하는 열량을 기준 으로 표준화한 것. (원유 1 ton의 발열량은 약 107kcal)

·석유환산계수 : 에너지원별 열량을 toe로 환산하기 위한 계수

·탄소배출계수 : 에너지원별 1 toe 연소시 배출되는 탄소량 (에너지원에 따라 포함된 탄소함량 등이 다르기 때문에, 1 toe 연소시 발생하는 열량은 같아도 배출되는 탄 소의 양은 다르다. 이에 따라 연료별로 배출되는 탄소량을 알려주는 계수임)

경제성장과 이산화탄소 배출의 관계는?

국가가 경제적으로 성장하는 것과 기후변화를 일으키는 대표적인 물질인 이산화 탄소의 배출과는 어떠한 관계가 있을까? 이를 확인하기 위하여 GDP와 경제성자 율이 무엇인지 알아보고, 국가별 변화를 확인해봅시다 .

GDP(Gross Domestic Product)란?

한 나라의 국경 안에서 일정한 기간(보통 1년)에 걸쳐 새로이 생산한 재화와 용 역의 부가가치 또는 모든 최종재의 값을 화폐단위로 합산한 것

경제성장률이란?

국민경제가 일정 기간(보통 1년)에 성장하는 비율, 즉 실질국민소득의 증가율

개발국과 저개발국의 대표적인 국가인 중국과 미국 그리고 우리나라의 이산화탄소 배 출량에 대해 알아봅시다.

(단위 : 100만 톤) 연도

국가 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 중국

미국 한국

☞ 이산화탄소 배출량의 연평균 증가율을 구해봅시다.

학생들이 활동해야 하는 표의 자료는 교사참고자 료에 제시되어 있으며, 그래프 또한 실제 활동 사진으로 일부 제시되어 있다.

이산화탄소 배출이 기후 변화를 유발하고, 경제 성장과 이산화탄소 배출 에는 관계가 있을 수 있 음을 생각할 수 있도록 한다.

기후변화 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는? • 13

개발국과 저개발국의 대표적인 국가인 중국과 미국 그리고 우리나라의 GDP 변화에 대 해 알아봅시다.

(단위 : 조 달러) 연도

국가 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 중국

미국 한국

☞ 중국과 미국 및 우리나라의 경제성장률을 구해봅시다.

중국과 미국, 우리나라의 이산화탄소 배출량을 그래프로 그려봅시다.

* 중국과 미국 및 우리나라의 1인당 GDP 그래프

GDP

O ‘90 ’92 ‘94 ’96 ‘98 ’00 ‘02 ’04 ‘06 ’08 ‘10 연도

* 중국과 미국 및 우리나라의 이산화탄소 배출량 그래프

배출량

O ‘90 ’92 ‘94 ’96 ‘98 ’00 ‘02 ’04 ‘06 ’08 ‘10 ^연도

이산화탄소 배출량과 국 가별 1인당 GDP 자료는 국제에너지기구 홈페이 지(www.iea.org)를 통 하여 확보할 수 있다.

이산화탄소 배출량의 연 평균 증가율과 경제성장 률을 구해보면서 증감률 을 구하는 방법의 차이 를 생각해본다.

GDP와 이산화탄소 배출량의 관계를 그래프로 나타내어 봅시다.

국가별로 다른 색으로 그래프를 그려본 후 GDP와 이산화탄소 배출량 그래프를 비교해보면서 연관성을 찾아보도록 합시다.

배출량

O ^GDP

경제성장과 이산화탄소 배출량은 어떤 관계가 있는지 생각해봅시다.

기후변화로 인한 환경 문제를 해결하기 위한 방안을 생각해봅시다.

기후변화 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는? • 15

지구온난화가 계속 진행되었을 때, 생길 수 있는 문제에는 어떤 것들이

있을까요?

EBS 『투발루의 기후난민』 편을 보고 느낀 점을 모둠별로 이야 기해 봅시다.

동영상을 본 후 기후변화에 따른 국제협력의 필요성에 대하여 모둠별로 이야기 나누기

기후변화의 정치학과 관련된 신문기사를 읽고 개발국과 저개발국의 입장 에 대해 정리해보기

다음의 신문기사를 읽고 그 내용을 개발국과 저개발국의 입장으로 정리해봅시다.

기후변화의 정치학

... 미국은 개발국의 온실가스 감축 목표치를 정한 교토의정서에서 2001년 탈퇴한 이후 기 후변화 이슈에 소극적인 입장을 보여 왔다. 2013년 이후의 국제적인 온실가스 규제체제인 포 스트 교토체제에도 중국과 함께 반대했다. 자국 산업 보호가 이유였지만 속내를 들여다보면 유럽 중심의 온실가스 규제체제에 대한 불편한 심기가 들어있다. 즉 유럽이 ‘지구를 구한 다.’는 명분으로 기후변화 이슈를 들고 나오고 있지만 실은 이를 통해 그동안 미국에 빼앗겼 던 글로벌 정치ㆍ경제 헤게모니를 되찾아 오려 한다는 속셈을 알았기 때문이다... 중국 역 시 그동안 개발국의 ‘역사적 책임’을 들어 강력한 온실가스 규제에 반대했다. 즉 이미 발전 과정을 다 끝낸 개발국들이 지금 와서 온실가스를 규제하자고 하면 한창 발전과정에 있는 중 국과 같은 개도국은 어떻게 하느냐며 개발국 중심의 온실가스 규제와 대폭적인 개도국 지원을 요구했다.... (서울경제, 2013.07.25 中)

멕시코서 `기후변화협약 총회` 개막

... 이번 총회에서 각국 온실가스 감축 목표를 담은 새 협정을 채택할 가능성은 크지 않다. 개 발국과 저개발국간 의견 차이가 좁혀지지 않고 있기 때문이다. 개발국은 저개발국들이 기후변 화협약에 적극 참여해야 한다고 강조한다. 이에 비해 신흥국에서는 온난화 주범은 개발국인 상황에서 책임을 저개발국에 전가하려 한다며 비난하고 있다... (매일경제, 2010.11.30 中)

개발국 입장 저개발국 입장

‘멕시코, 기후변화협 약 총회

개막’

‘기후변화 의 정치학’

학생들이 개발국과 저개 발국 국가들의 입장 차이 를 이해할 수 있도록 안 내한다.

기후변화 이산화탄소 배출량이 가장 많이 증가하는 나라는? • 17

모둠별로‘모의 UN 기후변화협약 당사국 총회'를 개최하여 회의를 해봅

시다.

6명 학생이 한 모둠이 되며, 각 모둠에서는 다음 역할을 맡을 사람을 정해봅시다.

역할 맡은 사람 역할 맡은 사람

사회자 한국 대표

기록자 중국 대표

미국 대표 브라질 대표

모의 UN 기후변화협약 당사국 총회의 주제는‘기후변화에 대한 국제적 대안 및 협력 방안’입니다. 그 중 오늘은“국제적 협력에 무성의한 나라들에 대한 대책”

을 각각의 역할에 맞춰 논의해보고, 회의록을 작성해봅시다.

모의 UN기후변화 당사국 총회를 하며 느낀 점을

조별로 나누고 정리해봅시다.

자동차를 움직여라!!

다음은 우리 주변에서 볼 수 있는 세 가지 자원이다. 이를 이용하여 자동차를 움 직일 수 있는 방안을 생각해 보자.

자원 경제적

사회적 환경적

위와 같은 자원을 선택한 이유는 무엇인지 사회적, 경제적, 환경적 차원에서 이를 설명해 보자.

위에서 제시하고 있는 석유, 태양, 옥수수 중 1가지 선택하고, 이를 이용하여 자 동차를 움직이게 하기 위해 필요한 시설 및 장치 또는 기술 등은 무엇일지 생각 해보자.

자원:

시설:

장치:

기술:

기타:

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 21

미래의 신재생에너지 바이오에탄올

바이오에너지(bioenergy)란 바이오매스로부터 직접 또는 간접적으로 생산된 바이 오연료(bio-fuel)로부터 생산된 에너지를 의미한다. 다음은 이러한 바이오에너지 중 바이오에탄올에 대한 설명이다.

바이오에탄올은 사탕수수, 밀, 옥수수 등과 같이 녹말이나 당이 풍부한 작물을 가 공해서 만든다. 녹말 작물의 경우 먼저 효소를 이용해 녹말을 당으로 변화시킨다.

이어 효모로 당을 발효시켜 에탄올을 만든 후 이를 정제한다. 여기서 얻어진 고순 도의 에탄올은 다양한 비율로 석유와 혼합될 수 있다. 대부분의 차들은 엔진을 전 혀 개조하지 않고도 바이오에탄올이 10퍼센트까지 섞인 석유를 연료로 쓸 수 있 으며, 일부 신차들은 순수한 바이오에탄올을 연소시킬 수 있다.

효소(enzyme): 각종 화학반 응에서 자신은 변화하지 않 으나 반응속도를 빠르게 하 는 단백질을 말한다.

효모(yeast): 빵·맥주·포 도주 등을 만드는 데 사용 되는 미생물, 곰팡이이나 버섯 무리이지만 균사가 없 고, 광합성능이나 운동성도 가지지 않는 단세포 생물을 말한다.

바이오에탄올의 생산 과정을 단순화 하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

반응식을 완성해 보자.

C6H12O6 2C2H5OH + ( 2CO2 ) 포도당 yeast 알코올

위의 과정에서 효모(yeast)의 역할은 무엇일까?

바이오디젤 만들기

바이오디젤은 동·식물성 기름을 알코올과 반응시켜 만든 지방산메틸에스테르로서 순도가 96.5% 이상인 기름을 말하며, 경유와 물리적·화학적 특성이 거의 비슷하 여 디젤엔진의 변경 없이 곧바로 사용가능한 친환경 대체(재생)연료이다.

다음의 과정을 통해 바이오디젤을 만들어 보고, 이를 통해 바이오에너지의 가능 성을 탐색해 보자.

[준비물]

식용유 / 순수한 메탄올(methanol) 수산화나트륨 (sodium hydroxide) 믹서 또는 교반기

저울 (0.1g 이하 잴 수 있는) 비커 또는 계량 컵 / 깔때기 반투명 플라스틱 통

1.5 또는 2L 비이커 또는 유리병 메스실린더 100㎖ 2개

[전처리] 폐식용유 속의 찌꺼기와 물기 제거하기 1. 교반 통에 폐식용유 투입(찌꺼기 조심) 2. 히터를 60℃로 세팅하고 폐식용유 가열

3. 가열이 끝나면 교반 통 아래에 고인 찌꺼기만 배출 4. 다시 폐식용유를 60℃까지 가열

[실습] 메탄올과 촉매로 화학반응 하기

1. 50㎖ 의 메탄올을 유리 용기 또는 비이커에 붓는다.

- 믹서가 없을 때에는 유리막대 등을 이용하여 손으로 잘 저어준다.

2. 촉매제로 사용하는 수산화나트륨 0.8 g 을 천천히 1에 가하면서 완전히 녹을 때까지 약 2분 정도 섞는다. 이때 메톡사이드나트륨 (sodium methoxide)이 생성 되는데, 이것을 곧바로 사용하지 않으면 효과가 떨어진다.

3. 곧바로 250㎖의 식용유를 2에 넣어 약 20~30분 동안 느린 속도로 섞어준다.

4. 3의 섞어준 혼합물을 입구가 큰 유리병 혹은 페트병에 담는다. 잠시 후 액체 가 분리되어 2층으로 되는데 아래층은 글리세린이고 위층이 바이오 디젤이다.

5. 혼합물이 완전히 분리되도록 최소한 2시간 이상 놔둔다. 펌프나 스포이트 등 을 이용하여 두 층을 분리하고, 아래층 글리세린은 비누를 만드는데 사용한다.

6. 분리된 바이오 디젤은 물을 이용해 세척해서 불순물을 제거한 뒤 수분을 제거 하고 연료 필터를 이용해서 마지막으로 사용할 준비를 한다.

전처리 과정은 수업 시작 전 미리 준비를 해 둔다.

수산화나트륨과 메탄올은 인체에 묻거나 먹으면 해로 울 수 있으므로 학생들에게 사전에 충분히 주의를 준다.

촉매로 넣어 주는 수산화나 트륨은 Titration Test을 통 해 사용하는 기름의 성질에 따라 촉매 변환 값을 설정 해 주어야 한다.

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 23

[후처리] 사용 가능한 정도까지 4번 이상 세척하기 1. 바이오디젤을 70℃ 이상 가열

2. 수돗물 50% 이상 투입(뜨거운 물 추천) 3. 에어펌프 1차 10분 가동 후 30분 침전 - 배출 4. 에어펌프 2차 30분 가동 후 1시간 침전 - 배출 5. 에어펌프 3차 1시간 가동 후 2시간 침전 - 배출

6. 에어펌프 4차 2시간 가동 후 3시간 침전 - 배출

바이오연료의 진 화?

바이오연료를 만들기 위 해서는 다양한 재료들이 사용되어 왔다. 이러한 바이오연료의 진화 과정 을 탐색해 보자.

[주의 사항]

1. 바이오디젤은 만들기가 까다롭지 않지만 독성 화학 물질을 사용하는 만큼 주의 를 기울여야 한다.

2. 본 바이오디젤 만들기는 연구 및 학습 목적이다. 이 를 연료를 목적으로 만든다 면 법적인 문제도 있을 수 있고, 순수한 바이오 디젤 을 만들기 위해서는 세척, 불순물제거 등의 과정이 꼭 필요하다.

3. 순수한 바이오 디젤은 낮은 온도 (13° C 이하)에 서 응고되어 연료라인을 막 아 엔진을 멈추게 할 수 있 기 때문이다.

4. 순수한 바이오 디젤은 천연 고무로 된 이음새나 호스 등을 상하게 할 수 있 다. B20 라 불리는 20% 바 이오 디젤과 80% 의 원유 디젤을 섞은 혼합 디젤 등 을 사용한다.

바이오디젤의 만들기의 실험보고서를 작성해 보자.

주제 학년 반 번

이름 목표

준비물

유의점

실험과정

결과정리

해석 및 토의

활용 방안

바이오연료는 아래와 같이 세대를 거듭하며 진화 발전하고 있다.

이러한 바이오연료 사용의 장단점은 무엇일까?

바이오연료 세대 장점 단점

1세대 바이오연료:

농작물(옥수수, 사 탕수수 등)

2세대 바이오연료:

셀룰로오스

3세대 바이오연료:

조류

4세대 바이오연료로 사용될 수 있는 물질에는 어떤 것이 있을 수 있는지 생각해 보자.

필요(need) 욕구(want)

바이오에탄올로 4륜구동 차량의 연료통을 가득 채우려면 옥수수 약 200kg이 필요하다고 한다. 이는 한 사람이 1년 동안 먹을 수 있는 양이다. 이러한 바 이오에탄올의 사용을 우리의 필요(need)와 욕구(want) 측면에서 구분하여 생 각해 보자.

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 25

교육과정 살펴보기

과학

◈ 에너지 전환

• 에너지는 한 형태에서 다른 형태의 에너지로 바뀌는 것을 의미하며, 이러한 과정에서 일부의 에너지를 사용하게 된다.

◈ 신재생에너지

• 기존의 화석 연료를 변화시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물 유기체 등을 포함한 재생 가능한 에너지를 변화 시켜 이용하는 에너지로 지속적인 에너지 공급이 가능한 미 래 에너지원이다.

◈ 바이오에너지

• 농작물, 나무, 풀, 해조류, 가축의 분뇨, 음식물 쓰레기 등 생물로부터 유래한 유기물을 바이오매스라고 하며, 이것을 태워서 열과 빛을 얻거나 가공하여 가스나 액체, 고형 연료 형태로 만든 것을 바이오 에너지라고 한다.

핵심 주제 확인하기

◎ 신재생에너지와 청정에너지, 환경 친화적 에너지

• 과거에는 환경에 부담을 덜 주는 에너지라는 의미로 청정에너지, 환경 친화 적 에너지와 같은 용어를 많이 사용하다가 최근 들어 신재생에너지라는 용 어의 사용이 늘고 있다.

• 청정에너지와 환경 친화적 에너지는 특정 에너지원을 지칭하는 용어라기보 다는 여러 에너지원들 중에서 환경에 끼치는 영향이 적은 에너지원을 통칭 하는 용어이다.

• 신재생에너지는 환경에 영향을 최소한으로 주고, 미래의 에너지 문제를 해 결할 수 있다고 판단되는 11개의 에너지원을 국가에서 지정한 것으로 앞의 두 용어보다 정책적이고 구체적인 용어라고 할 수 있다.

◎ 바이오매스

• 태양 에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체와 이들을 식량으로 하는 동물, 미생물 등의 생물유기체를 총칭한다.

• 생태학적 측면에서는 생물유기체에 속하는 모든 종 또는 동물과 식물들의 한 종을 서식지의 단위면적 또는 단위부피 내에서 생체량으로 나타낸 것을 바이오매스라 한다.

• 바이오매스는 살아있는 것에 국한하며 생물현존량 또는 생물량이라고도 하 지만, 일반적으로 바이오매스는 생사에 무관하며 폭 넓은 의미로 사용한다.

◎ 바이오에너지

• 바이오매스로부터 직접 또는 간접적으로 생산된 바이오연료로부터 생산된 에너지를 의미한다.

화석연료가 없는 행성에서 살기

우주 시대가 도래하여 인간이 살 수 있는 환경을 가지고 있는 행성을 발견했다고 가정해 보자. 그런데 그 행성에는 지구에는 존재하는 화석연료(석유, 석탄, 가스 등)가 존재하지 않는 다면 이 행성에 인간이 이주를 해서 살 때, 인간의 삶의 모 습은 어떠할까?

화석연료가 없는 행성에서 인간이 살기 위해서는 어떤 에너지원을 사용할 수 있 을까?

인간이 이동하기 위해 주로 사용하는 자동차는 이 행성에서 어떤 형태로 만들어 지게 될까?

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 27

친환경 자동차를 생각해보자

바이오연료는 유기물질로부터 추출된 모든 연료를 가리키는 데 쓰이는 일반적인 용어이다. 가장 흔히 쓰이는 바이오연료는 휘발유의 대체물인 바이오에탄올과 디 젤유의 대체물인 바이오디젤, 두 가지이다. 이 둘은 기존의 차량과 연료 구조를 최소한으로 변형하면서 온실기체 배출을 줄여 주는 상호 보완적인 방법으로 주목 받고 있다.

바람의 힘을 이용하는 자동차 자기력을 이용하는 자동차 Q : 바이오에너지를 사용해서 자동차를 운행하는 것은 석유를 사용하는 것보다 는 환경적으로 긍정적이지만, 온실기체 배출 등의 문제가 여전히 남아 있다. 환 경문제를 전혀 발생시키지 않은 미래의 자동차를 생각해 본다면, 어떤 기술을 적용한 자동차가 환경적인 측면에서 가능할지 상상해 보자.

(예) 풍력자동차 : 신소재를 사용해서 자동차의 무게를 지금보다 훨씬 가볍게 줄 인 후에 돛단배의 원리처럼 자동차의 상단에 돗을 달아서 바람의 힘으로 달리는 자동차.

과학적으로 검증된 사실이 나 기술적 정확성을 고려하 기 보다는 창의적인 생각으 로 태양 전지의 효율을 높 일 수 있는 다양한 방법을 생각해 보자.

가장 좋은 생각을 찾고 홍보해 보자

앞선 활동에서 환경문제를 발생시키지 않는 자동차 아이디어를 친구들과 공유해 보고 가장 참신하고, 실현 가능성이 높은 자동차를 선정해 보자. 그리고 그 자동 차를 실제 자동차 회사에 홍보하는 활동을 해 보자.

내가 선정한 아이디어

선정한 이유 (환경적 측면)

선정한 이유 (창의성 측면)

친구들 각자가 발표하는 자동차 아이디어를 보고 자신이 생각하기에 가장 좋은 아이디어를 선정하고 그 이유를 설명해 보자.

어떤 홍보 방법을 사용할 것인가?

어떤 회사에 홍보할 것이며 그 이유는

무엇인가?

홍보할 때 강조할 부분은 무엇인가?

우리 학급에서 가장 많은 친구들이 선정한 아이디어를 실제 자동차 회사에 홍보 할 수 있는 방법을 계획해 보자.

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 29

교육과정 살펴보기

기술·

가정

◈ 하이브리드 자동차

• 천천히 달릴 때는 전동기를 이용하고, 속도를 높이거나 오르막길에서는 내연 기관을 이용하는 자동차이다. 출발이나 가속 등의 높은 출력이 필요할 때에 는 전동기와 내연 기관이 동시에 이용되기도 한다. 하이브리드 자동차는 연 비가 높고 오염 물질을 적게 배출하여 친환경적인 수송장치이다.

◈ 연료 전지 자동차

• 수소와 산소가 결합하여 생긴 물이나 수증기가 배출되고 배기가스가 배출되 지 않는 특성이 있다. 또한 연료 전지가 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키므로 효율이 높고, 적은 수의 부품이 쓰이므로 소음과 진동이 적어 미래의 수송 장치로 전망이 밝다.

◈ 전기 자동차

• 내연 기관 대신 전동기의 동력만을 이용하는 자동차로, 필요한 전기는 충전을 통해 얻는다. 다른 자동차에 비해 효율이 높고 주행 시 배기가스가 발생되지 않는다. 또한 동력 발생 장치가 단순하여 소음이 적고 조작이 간편하다. 현재 는 출력이나 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리는 다른 기관의 자동차에 비 해 짧은 편이나, 지속적인 축전지의 성능 향상과 충전 시설 발달로 보급이 확산되고 있다.

핵심 주제 확인하기

◎ 바이오 연료

- 바이오매스(Biomass)로부터 얻는 연료로 살아있는 유기체뿐 아니라 동물의 배설물 등 대사활동에 의한 부산물을 모두 포함한다. 바이오 연료는 화석연료와는 다른 재 생 가능 에너지이다. 종종 바이오 연료는 바이오알코올과 바이오디젤을 합해 지칭 하는 말로도 사용된다.

바이오 연료로 사용하기 위해 미국에서는 콩과 옥수수를 재배하거나 유럽에서는 아 마씨나 평지씨 등이 재배되고 있고 가정이나 산업체의 유기물 쓰레기를 바이오 연 료로 전환해 사용한다. 아직은 바이오매스를 태워서 열에너지를 얻는 방법이 일반 적이지만 자동차 연료와 전기 생산을 위한 연료로 전환하는 데 기술개발이 집중되 고 있다.

◎ 석유 자원 매장량

- 전 세계의 원유 확인 매장량은 9,991억 2,400만 배럴이다. 원유 매장량이 가장 많은 나라는 사우디아라비아로 전 세계 매장량의 25.2%를 차지하며, 사우디아라비아를 포함한 중동 지역 매장량이 65.2%를 차지한다. 또한 12개국인 석유수출국기구 (OPEC)가 세계석유 매장량의 70%, 생산량의 38%를 차지하였다.

이러한 석유를 사용할 수 있는 기간은 전문가마다 차이가 있지만 대략 50년에서 100년 후면 고갈 될 것으로 예측하고 있다.

바이오연료

옥수수 등 작물을 이용하여 생산된 연료를 이용해 자동차를 작동시키는 것은 기 후 의식적 시민들에게 안전하고 매력적인 방법이다. 바이오연료 생산을 위해 재 배된 식물은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하며 바이오연료의 연소는 식물에 의해 이미 흡수된 이산화탄소만 배출한다. 그러므로 바이오연료는 일반적으로 화석연 료에 비해 훨씬 더 적은 온실가스를 배출한다.

- 바이오에탄올 : 설탕을 함유한 작물, 혹은 녹물 작물이나 모든 셀룰로오스 작물로 만들 수 있는 알코올이다. 이 알코올은 맥주나 와 인을 만들 때의 과정과 비슷한 담가두기, 분 쇄나 화학적 추출이 연관된 반복적인 발효 작용을 통해서 주로 생산된다. 에탄올은 10%

의 혼합 레벨까지 어떠한 수정 없이 일반적 인 엔진을 작동시킬 수 있다. 사용 연료의 약 40%가 사탕수수로 생산되는 브라질에서는 모 든 자동차들이 25% 정도 에탄올 희석물로 운행되도록 약간 개조된 엔진을 가지 고 있다.

- 바이오디젤 : 평지씨, 콩기름, 해바라기나 자트로파와 요리용 기름 등 사용된 폐유로부터 원료를 얻을 수 있다. 물과 여타 오염 물질을 기름에서 제거하고, 기 름에 남아있는 지방산은 분리되고 변형된다. 바이오디젤은 자동차의 일반적인 디 젤과 보통 5%까지 혼합될 수 있다. 일부국가에서는 20% 혼합물이나 몇몇 특별 하게 개조된 차량에서 사용할 수 있는 완전한 100% 순수형태로 판매된다.

출처 : UNEP(2008). 유엔 기후중립 가이드.

바이오연료 생산지

기후변화 옥수수 사람이 먹을 것인가? 자동차가 먹을 것인가? • 31

바이오에탄올의 두 얼굴

에탄올은 석유의 대체 에너지이며 석유 소비를 감소시키기 위해 석유와 함께 사 용해온 주요 에너지원이다. 하지만 현재 에탄올 생산 원료로 주로 옥수수 전분을 이용하고 있는데 미국의 경우 상당량의 곡물을 에탄올 생산으로 전용함에 따라 곡물의 가격이 상승하고 이에 따른 곡물 가격 인상, 사료 값 인상, 육유 값의 인 상, 식량문제 등을 일으키고 있다.

바이오연료 확대, ‘대안’인가 ‘재앙’인가

유럽연합(EU)이 지난달 발표한 야심에 찬 환경계획은 2020년까지 역내 온실가스 배출량을 20%

줄이고 에너지 소비량 중 재생가능 에너지 비중을 20% 수준으로 올리는 것을 목표로 하고 있 다. 핵심은 바이오연료 사용을 늘리는 것. 영국은 ‘재생 가능한 수송연료의무화 계획(RTFO)’

라는 이름의 바이오연료 확대 계획에 따라 2011년까지 차량 연료의 5% 이상을 바이오연료로 바 꿀 방침이다.

바이오연료를 사용할 경우 차량들이 내뿜는 온실가스와 대기 유독성분은 확실히 줄어든다. 또 이론적으로 바이오연료의 원료는 세계 대부분 지역에서 생산할 수 있기 때문에 석유·천연가스 처럼 편중돼 있지 않은 자원이라 할 수 있다. 따라서 바이오에너지 시대가 되면 석유시대보다 지정학적 불안이 줄어들 것이라는 낙관론이 많다. 땅속을 파헤치지 않아도 되니 환경파괴가 줄 어든다고 환경론자들은 주장한다. (바이오연료 낙관론)

하지만 일부 시민단체들은 바이오연료 붐 때문에 빈곤국가 주민들을 먹여 살릴 식량이 선진국 주민들의 자동차에 들어가는데 쓰이고 있다고 주장한다. 바이오연료가 환경을 살리는 효과보다 농작물 값을 올려 식량위기를 고조시키는 부정적인 효과가 더 크다는 것. (바이오연료 비관론) 바이오연료의 원료가 되는 농산물 재배 때문에 아마존 삼림이 파괴된다는 지적도 있다. 세계야 생생물기금(WWF)을 비롯한 여러 환경단체들은 에탄올 생산용 사탕수수 재배지가 늘어 아마존 생태계가 파괴되고 있다고 지적한다. 환경에 대한 고려보다 단기적 이익을 노린 사탕수수 재배 가 늘고 있기 때문에 바이오연료 붐이 자칫 ‘환경 재앙’이 될 수 있다는 것. 또 석유회사들은

“중동산 석유가 브라질산 에탄올로 바뀌는 것이 에너지 시장의 지정학적 불안을 줄이는데 무 슨 효과가 있겠느냐”며 맞서고 있다.

경향신문 커뮤니티 2007. 02. 20. 기사 중

바이오연료로 쓰기 위해 작물을 기르는 것이 현명한가?

바이오연료는 화석 연료의 사용을 어 느 정도 대체할 수 있다는 장점에 비 해, 그 양이 소량에 불과하고, 세계 인구의 에너지 수요를 만족시키기엔 자연의 연료 및 식량 생산 능력이 충 분치 않다는 점에서 매우 제한적이다.

바이오연료는 재생가능하며, 액체 연 료로써 석유를 대체할 수 있다는 점에 서 기후변화에 기여하는 측면이 크다.

하지만, 유럽에서 석유 사용 시 바이오에탄올을 5% 정도 섞어서 쓰려면 유럽 연

합의 경작지 100만 헥타르 중 20% 가량을 바이오연료 작물 재배에 써야 한다.

동해, 오징어가 사라진다?

오징어 하면 동해의 울릉도가 먼저 떠오른다. 또한 독도를 주제로 한 대중 가요 인 “독도는 우리땅” 3절 가사도 오징어로 시작한다. 이처럼 동해의 대표 수산물 이던 오징어가 동해에서 사라지고 있다고 한다. 어떻게 된 일일까?

• 동해에서 오징어 어획량이 줄어들고 있는 원인은 무엇일까?

• 동해의 오징어 어획량 감소는 어민들의 삶에 어떤 영향을 미치고 있을까?

지구 온난화에 따른 기후 변화는 어업 뿐만 아니라 농업에도 변화를 가져오고 있 다. 대표적인 사례로 우리나라에서 2모작이 시도되고 있다고 한다.

• 이러한 변화로 달라질 우리 식탁의 모습은 어떨지 이야기해 보자.

기후 변화가 농업, 어업 등 산업 분야가 아닌 학교에도 영향을 미칠 수 있을까?

• 지구 온난화에 따른 기후 변화로 달라질 학교생활을 상상해 보자.

• MBC 뉴스 :“오징어 잡 으러 서해로”(2013.08.30)

• 오징어는 대표적인 한류 성 어종이다.

• 최근 동해에서는 전에는 볼 수 없던 초대형 가오리, 보라 문어 등이 잡히는가 하면, 독성 해파리가 크게 증가하고 있다.

• MBC 뉴스 : “한반도 기 후 변화, 사상 첫 벼 2기 작”(2013.08.12)

• 2기작(2모작) : 1년에 모 내기를 2번 하는 것. 즉, 벼 를 2번 수확하는 것을 말 함.

기후변화 기후 변화, 과학 기술로 극복하기 • 35

지구에 무슨 일이?

지구 온난화의 영향으로 전지구적인 기후 변화와 그에 따른 생태계 변화까지 연 쇄적으로 일어나고 있다. 지구에 도대체 무슨 일이 벌어지고 있는 것인가?

< 지구계의 탄소 순환 >

지구 온난화의 가장 큰 원 인으로 지목되고 있는 것이 대기 중 온실 가스의 농도 상승이다. 대기 중 온실 가 스를 증가시키는 원인에는 어떤 것들이 있는지 조사해 보자.

<지구의 복사평형>

온실 가스 이외에 지구의 평 균 기온 상승에 영향을 미칠 수 있는 요인은 무엇이 있을 지 지구의 복사 평형 과정을 고려하여 생각해 보자.

CO2 : 이산화 탄소 CH2 : 메테인 (메탄) N2O : 산화 이질소 (아산화질소) HFCs : 수소화플루오린화 탄소 (수소불화탄소) PFCs : 과플루오린화 탄소 (과불화탄소) SF6 : 헥사플루오린화 황 (육불화황)

그림은 지구의 복사평형을 간략히 나타낸 것이다.

• A = 100 이라고 하면, B = 70, C = 30 이다.

• 더 상세하게는 <핵심주제 확인하기> 참조

과학 기술로 극복하기 ~ !

지구 온난화를 막기 위해서는 앞에서 살펴본 지구의 평균 기온에 영향을 미치는 요인들을 통제하고 조절해야 한다. 이를 위한 과학기술 아이디어를 구상해 보자.

앞의 활동에서 생각해 본 지구 온난화 요인들 중 하나를 선택하자.

• 중점적으로 고려할 지구 온난화 요인은?

• 어떻게 조절할까?

(사용되는 과학기술 원리와 아이디어를 구체적으로 설명하고, 필요한 경우 도면 이나 스케치를 함께 제시한다.)

(예)

• 중점 고려 요인

: 자동차가 배출하는 온실 가스

• 방법

- 개인적 실천 방법 : 자가용 안 타기 - 과학기술적 실천 방법 : 온실 가스 배출없는 자동 차 개발

과학적으로 검증된 사실이 나 기술적 정확성도 좋지만, 대기 중 온실 가스 비율이 나 지구의 반사율 등을 조 절할 수 있는 다양한 방법 을 창의적으로 생각해 보자.

• 중점 고려 요인을 하나만 선택할 수도 있고, 다양한 측면을 동시에 고려하는 아 이디어를 구상할 수도 있다.

기후변화 기후 변화, 과학 기술로 극복하기 • 37

어디에 투자할까?

모둠별로 지구 온난화 방지 아이디어를 발표하면, 각 아이디어를 환경성, 창의성, 경제성 측면에서 평가해 보자. 내가 투자자라면, 혹은 정부 환경정책 담당자라면 어떤 과학 기술에 투자할 것인가?

• 환경성, 창의성, 경제성 각 측면별로 3점을 만점으 로 평가(좋음 3점/ 보통 2 점/ 그저그럼 1점)하고 평가

점수를 합하여 보자. • 가장 좋은 아이디어가 총

점이 가장 높은 것일 필요 는 없다.

• 수익 창출이 목적인 투자 자 입장이라면‘경제성’이 최우선이겠지만, 정부 환경 정책 담당자 입장이라면 공 익을 위해‘환경성’ 점수 를 더 가치있게 평가할 수 있을 것이다.

가장 좋은 아이디어를 선정해 보자. 해당 아이디어가 실제로 실현되기 위해서 필요한 것은 무엇일지 생각해 보자.

모둠 지구 온난화 방지 아이디어 환경성 창의성 경제성 (계)

• 투자하고 싶은 아이디어는? (누구의 입장에서인지도 함께 이야기해 보자.)

• 선정한 이유

• 선정한 아이디어가 실현(혹은 확산)되기 위해서는 무엇이 필요한가?

교육과정 살펴보기

과학

◈ 복사 평형(radiative equilibrium)

• 흡수하는 태양 복사 에너지와 방출하는 지구 복사 에너지가 평형을 이루는 상태

◈ 온실 효과(greenhouse effect)

• 지표면과 대기로부터 방출된 지구 복사 에너지가 우주로 바 로 빠져나가 못하고, 대기 중의 특정 기체 성분들(온실 가 스)에 흡수되었다가 재복사됨으로써, 대기가 없는 경우에 비 해 지구의 평균 온도가 높아지게 되는 효과

◈ 지구 온난화(global warming)

• 온실효과가 과도하게 일어나면서 지구의 평균 기온이 상승 하는 현상

핵심 주제 확인하기

◎ 화석 연료 사용과 온실 가스

• 화석 연료 사용으로 인해 지권에 갇혀있던 많은 양의 탄소가 CO₂의 형태로 기권으로 이동하였다.

◎ 지구계의 탄소 순환

◎ 지구의 열수지와 온실효과

원시 지구의 대기 형성과

조성 변화 및 지구계의 상 호작용와 관련한 자세한 내 용은 1부 우주와 생명 - (2)태양계와 지구 단원을 참조하도록 한다.

기후변화 기후 변화, 과학 기술로 극복하기 • 39

지금 알고 있는 것을 그때 알았더라면..!

80년대와 90년대의 대입 인기 학과 비교 기사이다,

난기류 대입전선 … 소신지원을

전형 앞으로 한달 … 정보기근 속의 정보를 모아본다 <上(상)>

[경향신문(1982.12.15.)]

자연계중 공과대학의 경우 학과별선호도는 가장 큰 변화를 보이고 있어 주목을 끈 다.

60년대와 70년대 초반 섬유공학․화학공학 등의 과별 커트라인이 가장 높았고 우수 한 수험생들이 많이 지원했으나 최근에는 전자공학․건축공학.원자력공학 등에 관심이 쏠리고 있다.

반면에 섬유․요업․조선․화공․공업화학 등은 다소 낮은 선호를 나타내고 있다. 이것은 사회의 수요 감소, 필요성 저하 등을 반영하는 것으로 60년대 인기학과가 비인기 학 과로 바뀐 단적인 예들이다.

서울대 최고합격선은 물리학과 311점 전자공학과 310.5 법학과 306점순 [동아일보(1998.01.08.)]

금년도 서울대입시에서 가장 높은 합격선을 보인 학과는 학력고사 340점만점(1지 망, 내신1등급 기준)에 311점을 기록한 물리학과이며 다음은 전자공학과 310.5점 법 학과 306점의 순으로 밝혀졌다.

서울대 관계자는 8일 이같은 합격선은 물리학과의 경우, 지난해보다 3점이 높아진 반면 전자공학과와 법학과는 각각 4.5점과 2.5점이 낮아진 것이라고 밝혔다.

지난해에는 전자공학과가 315점으로 합격선이 가장 높았고, 제어계측과 314점 전 산기공과 313점 미생물학과 310점 등의 순이었다.

기사에서는 인기 학과나 직업이 세월의 흐름과 함께 바뀌는 것을 볼 수 있다.

• 80년대와 90년대 인기 학과와 직업은 각각 무엇이었는가?

• 요즘 인기있는 학과나 직업은 무엇인가? 서로 자유롭게 이야기해 보자.

인기 학과나 직업이 변하는 이유는 무엇인지 생각하여 정리해 보자.

직업도 진화한다??

한때 육지를 지배했던 공룡을 지금은 영화에서나 보는 것처럼 한때 인기 직업이 었으나 지금은 사라져버린 직업도 있고, 반대로 상상도 못했던 직업이 새로 등장 하기도 한다.

사라져버린 직업과 새로 등장한 직업의 예를 각각 하나씩 들고, 각각의 직업이 사라지거나 등장하게 된 배경에 대해 생각해 보자.

• 사라진 직업 (예. 촛불관리인)

• 사라지게 된 배경 : (전구 발명)

• 새로 등장한 직업

(예. 컴퓨터프로그래머, 대리운전기사)

• 등장하게 된 배경 :

(예. 컴퓨터의 발명, 자가용 증가 및 음주운전에 대한 인식 변화 등)

• 사라진 직업 : 지식채널e – 인기직업 (2012.03.12.) 참고

기후변화 기후 변화, 과학 기술로 극복하기 • 41

이런 직업 어때요?

지구 온난화에 따른 기후 변화는 전 지구적인 현상이다. 이에 대응하기 위해 전 세계적으로 정부는 정책적 대응을, 과학·기술계는 연구·개발에 힘을 쏟고 있다.

이러한 변화에 힘입어 새로 등장한(혹은 등장할) 직업에는 어떤 것이 있을까?

• 다양한 분야에서 지구 온난화와 관련하여 새로 등장한 직업을 찾아보자.

분야 직업 하는 일

과학

기술

예술

지구 온난화 현상과 이로 인한 기후 변화와 관련되어 등장하는 신종 직업이 무엇 이 있을지 생각해 보자.

홍보 포스터에는 그 직업의 특성이 잘 드러나도록 한다.

• 자격 요건(필요한 지식, 자격증 등), 예상 수입 등 다양한 내용을 생각해 보도 록 하고, 이 중 어떤 내용 을 강조할 것인지 생각한다.

위에서 제시한 직업 중 하나를 골라 홍보 포스터를 구상해 보자.

< 직업명 : >

교육과정 살펴보기

기술․가정

◈ 미래의 직업 세계 변화 방향

• 지식기반 경제 체제, 정보화 사회로 진입 : 정보화 사회에서 기 업 경쟁력의 근원은 자본이나 개인의 노동력이 아닌 새로운 고 부가 가치를 창출해 내는 개인의 지식 능력 활용 및 생산 능력 에 있다. 앞으로의 직업세계에서는 새로운 지식과 경험을 끊임 없이 학습하고 이를 활용하여 새로운 부가 가치를 창출해 낼 수 있는 능력을 갖춘 지속 노동자에 대한 수요가 점점 더 증가할 것이다.

• 직업의 세계화 : 앞으로는 많은 사람이 자신의 일을 찾아 세계 각지를 여행하는 등 개인 구직 활동의 범위가 전 세계로 넓어질 것이며, 국가 간이나 기업 간의 이해관계로 발생하는 여러 문제 를 해결해 주는 국제 관련 전문가의 수요 역시 증가할 것으로 예상된다.

• 서비스, 지식 산업의 증가 : 생활수준의 향상으로 여가 생활에 대한 욕구가 높아지고, 이에 따라 문화, 관광 산업에 대한 수요 가 늘어나면서 서비스 산업의 성장이 가속화되었다. 또한 여성 의 고학력화와 다양한 근로 형태의 확산 등으로 서비스, 지식 관련 분야에서 여성 인력에 대한 수요가 더욱 늘어나고 있다.

• 평생직장에서 평생 직업으로 : 개인의 능력을 계발하고 경력을 관리해 나가는 ‘평생 직업’의 개념은 고령화 사회로의 진입으로 개인의 경제 수명이 연장되는 미래의 직업 세계에서 더욱 중요 시될 것이다. 평생 직업인들은 자신들의 전문 분야와 관련된 전 문 기술을 지속적으로 갈고 닦아야 한다.

◈ 고용 형태의 변화

• 1995년에서 2006년 사이 임금 근로자의 지위별 비중이 정규직 은 58.2%에서 51.7%로 감소했고, 임시직은 27.5%에서 33.3%로 일용직은 14.2%에서 14.8%로 늘어났다(통계청, 2007).

핵심 주제 확인하기

◎ 기술이 직업을 바꾸는 단계

• 임시직:

특정 사업을 위해 고용된 단순 업무 근로자 또는 보 조원.

• 일용직:

고용계약이 1개월 미만이거 나 일당을 받는 노동자

* 출처: 한경 경제용어사전

우리 동네 한 바퀴!

구글어스를 이용하여 우리 동네에 있는 것들에 대해 알아보고 서로 이야기를 나 누어 보자.

구글 어스는 구글이 제공하는 서비스로 위성 이미지, 지 도, 지형 및 3D 건물 정보 등 전 세계의 지역 정보를 제공한다. 세계의 여러 지역들을 볼 수 있는 위성 영상 지도 서비스다. 2005년 6월 28일부터 배포하기 시작했 으며, 마이크로소프트사가 개발한 버추얼 어스와 비교된 다. 30개 이상의 언어로 제공하고 있다.

좋은 것 나쁜 것

유형

예시) 산책로, 학교, 연못, 텃밭, 옥산, 산 예시) 쓰레기장, 흡연구역, 인조잔디, 미 세먼지 발생 지역

무형

예시) 학생들의 학업 열정, 봉사, 예절 예시) 자동차 매연, 교통체증, 범죄 발생 우리 동네에 있는 것들을 유형과 무형, 좋은 것과 나쁜 것으로 구분하면?

다음의 그린맵 영상을 보고, 이러한 그린맵이 해결할 수 있는 우리 주변의 문제 들은 어떤 것들이 있을지 이야기해 보자.

유형과 무형의 구분은 실제 형태가 존재하는 것인지 아 님 제도나 문화 등 실제 형 태가 없이 우리 동네의 특 성 등으로 구분한다.

좋은 것과 나쁜 것의 구분 은 좋은 것은 우리 동네에 존재하는 것 중 긍정적인 효과나 영향을 주는 제도나 시설, 사물을 의미하며, 나 쁜 것은 부정적인 영향을 주는 제도나 시설, 사물 등 을 의미한다.

그린맵 관련 동영상은

‘http://www.greenmap.k r’의 자료실에 탑재가 되 어 있으며, 주변의 인터넷 환경을 고려하여 동영상을 시청함으로써 그린맵의 활 용 가능성을 이해한다.

기후변화 우리 지역 그린맵 만들기 • 45

우리 동네 에코교통 그린맵 만들기 준비

Green Map System은 지도 제작을 매개로 하여 지속가능한 공동체의 전지구적 발전을 도모하기 위해 설계된 것이다. 그러한 그린맵 아이콘은 다음과 같이 크게 3가지 영역으로 구분되어 있다.

그린맵 분야에 대한 설명을 바탕으로 하위 구성 요소에는 어떤 것들이 있을지 논의해 보자.

분야 설명

지속가능 한 삶

우리 지역에서 널리 알려져야 할 녹색의 생활과 사업, 기술, 디자인, 이동(교통)수단 등 과 관련된 시설 및 장소 등을 말하며, 우리 지역 내의 위험지역이나 기피지역 등도 여기 에 포함된다.

관련 영역: 예시) 공정거래점, 수력발전소, 자전거 관련 시설, 서식지위험지역 등

자연

자연에 해를 입히지 않는 지속가능한 방식으로 자연환경(식물, 동물, 서식지, 경관)과 인 간사이의 긍정적인 관계를 만들어주는 장소나 그러한 기회를 주는 곳들을 말한다.

관련 영역: 예시) 습지대, 보호수, 야생동물 서식지, 공원 등

문화 및 사회

문화·역사적 장소 또는 특정한 장소의 독특한 요소, 그리고 사회적인 형평성을 증진시 키거나 지속가능한 운동에 힘을 실어줄 수 있는 요소들이 포함된다.

관련 영역: 예시) 문화공간, 하수처리장, 자원봉사활동 장소, 공공도서관 등

교통의 관점에서 우리 지역을 바라보기 위해 다음의 질문에 답해 보자.

질문 대답

통근, 통학, 쇼핑에 자동차를 사 용하던 것을 지하철, 버스나 자 전거로 바꾸기 위해서는 무엇이 필요합니까?

예시) 자전거 도로, 시간적 여유, 다양한 버스 노선

교통기관의 경로나 승차장은 알 기 쉽습니까?

교통수단의 새로운 조합을 생각 해 보면 어떤 것이 있을까요?

현재 우리 지역의 정체 곤란 지 역은 어디입니까?

자전거나 자동차 주차장이 제대 로 사용되고 있나요?

이를 종합해 볼 때 우리 지역의 교통 문제는 무엇인가?

예시) 신호체계, 일찍 꺼지는 신호등, 버스 도착 알림 서비스, 자주 바뀌는 버스 노선

그린맵 아이콘에 대한 세부

설 명 은

http://www.greenmap.kr 의 세부 설명을 참조하고, 각 분야별 하위 영역에는 어떤 것들이 있는지 학생들 이 사전에 습득할 수 있도 록 지도한다.

에코교통 그린맵 아이콘 알아보기

그린맵 글로벌 아이콘에서 설정하고 있는 에코교통 관련 플러스 아이콘 19개와 마이너스 아이콘 5개에 대해 알아보자.

각각의 아이콘이 나타내는 의미가 무엇일까?

각 아이콘이 나타내는 의미?

각 아이콘이 나타내는 의미?

추가로 표시할 로컬(지역) 교통 영역 표시할 아이콘 디자인 예시)

로드킬 발생 지역 비포장 도로 빙결 지역

교통에 관계하는 로컬(지역) 아이콘을 생각해보자. 예를 들면 자전거를 수리할 수 있는 ‘자전거 수리점’이나 ‘화장실’, ‘카 쉐어링’ 등 우리 지역에서 에코교통을 실현하는 데 필요한 로컬(지역) 아이콘이 무엇일지 생각해 보고, 이를 나타낼 수 있는 아이콘을 창의적으로 디자인 해 보자.

그린맵 아이콘은 그린맵이 나 그린맵 관련 교육 자료 에 그린맵 메이커로 가입된 회원이라면 누구나 이용할 수 있다. 하지만 이를 이용 하고자 할 때 아이콘에 대 한 저작권이 그린맵 시스템 에 있음을 표기해야 된다.

기후변화 우리 지역 그린맵 만들기 • 47

그린맵 메이커 가입해 보기

그린맵 메이커란 그린맵 운동을 지역에서 실천하고 있는 사람들을 말합니다. 지 역에 알릴 필요가 있는 정보를 찾아다니고, 우리 동네 그린맵 홈페이지에 등록 및 비회원들이 올린 정보를 확인하여 그린맵에 등록될 수 있도록 승인하는 역할 을 합니다.

그린맵 메이커 조건 각 지역별 또는 활동 분야별로 다양하다(푸른경기21 그린맵메이커 교 육 이수자, 그린리더 교육 이수자, 기 그린맵 메이커 활동가 등).

그린맵 메이커 장점

메이커 실명제를 통해 자신이 등록한 그린맵 관련 정보들은 메이커의 이름만으로 일괄적으로 확인할 수 있어 지역의 지속가능성을 위해 노 력하는 활동들을 한 눈에 파악할 수 있다.

우리동네 그린맵 메이커 가입 방법

http://www.greenmap.kr 에 방문하여 다음 경로로 들어가 회원 가 입을 한다.

메이커-메이커 등록

그린맵 메이커로 가입하지 않아도, 개인이 그린맵 홈페이지에 그린맵 등록이 가 능하다. 단, 이와 같이 등록한 경우 그린맵 메이커의 승인이 필요하다.

친구들과 함께 지속가능한 에코교통 그린맵 만들기 프로젝트로 ‘자전거와 함께 하는 우리 지역’이라는 주제로 자전거 루트맵을 만들어 보자.

자건거 루트맵에는 자전거 대여점, 자전거 주차장, 자전거 이용 가능한 숙박시 설, 수리 가능한 자전거점, 공중 화장실, 주제별 자전거 코스, 응급병원, 자전거 매너 등의 사항을 적어 보자.

그린맵 메이커 등록 및 그 린맵 등록 등을 학생들에게 안내해 주고, 직접 자신이 사는 지역에 필요한 그린맵 등록 장소가 있는지 조사해 보고, 이를 홈페이지에 올 리는 활동을 통해 참여를 유도한다.

‘자전거 루트맵 만들기’

는 시간 관계 상 수행평가 또는 과제로 제시한다.

추후 별도의 시간을 마련하 여 평가한다.

교육과정 살펴보기

과학

◈ 에너지 자원의 미래

• 화석 연료와 방사성 원소가 현재 인류에게 가장 중요한 에 너지원이지만, 매장량에 한계가 있어 머지않은 미래에 고갈 될 것이다.

• 이를 대체할 수 있는 에너지원이 필요하며, 이를 지원할 수 있는 사회적 기반 시설 및 시스템이 필요하다.

◈ 지속가능발전

• 제한된 자원 속에서 무조건적인 경제 성장은 가능하지 않음 을 인정하고, 현재와 미래 세대가 그들의 필요를 골고루 충 족시키면서 지속적으로 살아갈 수 있도록 발전의 방향을 재 정립하는 것이다. 이를 이루기 위해서는 경제 성장, 환경 보 호, 사회 정의를 균형 있게 고려해야 한다.

핵심 주제 확인하기

◎ 그린맵이란

• 그린맵이란 평소에 우리가 보던 지도에 그린맵 아이콘을 더해 내가 살고 있 는 지역에 사회적, 문화적 그리고 환경파괴 없이 지속적으로 사용할 수 있 는 자원들이 어떤 것들이 있는지를 한눈에 보여주는 지도를 말한다.

• 환경, 경제, 빈곤, 공동체 붕괴 등 지구적으로 이슈화되고 있는 다양한 문제 들의 해결방법을 “내가 살고 있는 우리지역에서부터 찾아보자”라는 의미의 세계적인 지역공동체 운동이다.

• 그린맵은 지속가능한 지구, 지속가능한 지역공동체를 만들기 위한 한 방법 으로, 널리 알리고, 함께 나누고 싶은 사소하지만 다양하고 지속가능한 우리 동네의 정보를 세계적으로 통용되는 그린맵 아이콘을 활용하여 온․오프라인 상에 누구나 이해하기 쉽게 지도의 형태로 표현하는 것을 말한다.

• 마을환경의 좋은 곳과 나쁜 곳을 시민들이 조사하여 세계 공통의 아이콘을 이용해 만든 환경지도이다.

• 단순히 에코커뮤니케이션(생태적 지역사회-지속가능한 마을만들기)의 도구로 서만 그린맵을 생각하는데, 환경뿐만 아니라 우리 주변의 여러 가지 문제를 해결하는 데 이용할 수 있다.

◎ 그린맵핑 과정

- 1단계 : 주변에 대한 관심, 새로운 인식, 개인적 실천

의미 있는 정보의 인지 -> 온라인 우리동네 그린맵 홈페이지 등록

- 2단계 : 새로운 인식, 뚜렷한 목적, 참여와 소통

조직구성 -> 워크샵(주제 및 범위 설정) -> 구성원 구성 -> 조사 및 자료취합 -> 지도 그리기 -> 지도인쇄 및 등록 -> 그린맵 홍보 및 배포

[그린맵 작성 팁]

- 그린맵 작성의 목적과 대 상, 범위를 명확하게 설정 하여 팀구성.

- 개별적인 접근 보다는 지 역사회의 그린맵의 목표를 설정한 후 단계적으로 확대 하며 네트워크를 형성.

- 지역사회 내에서의 다양 한 이해당사자의 참여와 지 역의 특성, 자산, 문화, 역 사 등에 대한 이해와 지식 중요.