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광명북중학교

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Academic year: 2022

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(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 30.

광명북중학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 물의 부족, 물의 전쟁

학교급 중학교 대상 학년(군) 1,2학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[중학교2학년]과학과 나의 미래 [중학교2학년]수권과 해수의 순환 [중학교2학년]물질의 구성

연계과목 수학 환경 미술 기술가

정 진로와

직업

연계과목 성취기준 영역

국어-[중학교 1학년]듣기 말하기 수학-[중학교 3학년] 통계 미술-[중학교 1학년] 체험

환경-[중학교 1학년]환경의 체계, 환경과 인간 기술가정-[중학교 2학년] 기술시스템

진로와직업-[중학교 1학년] 일과 직업세계 이해 연구기간 2018.4. ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(₩4,000,000) 참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 광명북중학교 과학 교사 박수현

공동연구원 광명북중학교 수학 교사 남선희

공동연구원 광문중학교 과학 교사 손민진

공동연구원 문원중학교 기술가정 교사 임상희

공동연구원 철산중학교 수학 교사 류민아

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 30일

연구책임자 : 박 수 현 (인)

(2)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 5

2. 서론··· 5

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 5

가. 연구 수행 내용 ··· 5

나. 연구 수행 결과 ··· 10

4. 결론 및 제언 ··· 10

5. 참고문헌··· 11

[부록]

부록1.

부록2.

(3)

1. 요약문

생명의 존재를 가능하게 하는 ‘물’에 대하여 관찰, 실험, 토의, 마인드맵 등 다양한 접근 방법으로 물의 과학적 특성을 이해한다. 또한 생활 속에서 물이 활용되는 곳과 물의 역할을 알 아보고 물의 오염이 어떤 결과를 초래하였는지 또 물을 정화하기 위해 어떤 과정이 필요한지 등을 직접 실험을 통해 알게 됨으로써 궁극적으로 환경보전을 위해 자신이 해야 할 일을 생각 하는 계기를 갖고 올바른 가치관을 확립할 수 있도록 돕는다.

2. 서론

지구 온난화, 화석에너지 고갈, 식량난, 신종 질병 출현, 물 부족...등 인류는 현재 범지구적 으로 나타나고 있는 문명사적 위험에 직면해 있다. 기후변화와 에너지, 물 부족등이 심각한 지 구적 현안이 된지는 이미 오래이다. 2008년에 열린 세계 미래회의에서는 앞으로 10년안에 제3 차 세계대전이 발발한다면 물 전쟁이 될 것이라고 예측했다. 세계은행은 20세기는 석유분쟁의 시대였다면 21세기는 물 분쟁의 시대가 될 것이라고 이미 경고한 바 있다. 석유는 바이오 연료 나 신에너지로 대체될 수 있지만, 물은 그 무엇으로도 대체할 수가 없으니 더 심각한 셈이다.

물을 지배하는 나라가 미래의 세계를 지배할 것이라는 말이 점차 현실로 다가오고 있는 듯하 다.

물은 생명의 근원이자 바로 생명 그 자체이다. 인체의 약 70%가 물로 이루어져 있으며 하루 에 약 2.7L의 물이 필요하다고 한다. 그리고 목욕수, 세탁수, 화장실용 등의 생활용수까지 합하 면 하루에 약 300L 이상의 물이 필요하다고 한다. 물은 우리 지구상의 생물 활동에 필수적이 고 중요한 존재인 것이다. 하지만 물이 우리에게 소중함에도 불구하고 우리는 소중한 물을 아 무렇지도 않게 오염시키고 함부로 사용하고 있다. 이 프로그램에서는 생명의 존재를 가능하게 하는 물에 대하여 다양한 접근 방법으로 물에 대해 탐구하고 생활 속에서 물의 오염이 어떤 결과를 가져왔는지 또 물을 정화하기 위해 어떤 과정이 필요한지를 실험을 통해 알아보면서 물과 관련된 진로도 생각해 보는 시간을 갖도록 한다.

3. 연구 수행 내용

가. 연구의 내용

(1) 물에 대하여 다양한 측면에서 살펴보는 융합(STEAM) 프로그램 개발.

물은 모든 생명의 근원이라고 해도 부족하지 않을 정도로 중요하다. 모든 생물들이 물로 양분 을 얻고 있으며, 사람의 몸을 돌며 영양분을 나르는 피도 대부분이 물이고, 공장에서 물건을

만들 때에도 오염을 씻어내기 위해서도 물은 꼭 필요하다. 이렇게 중요하지만 당연하게 여겨왔 던‘물’의 특성을 다양한 측면에서 살펴보는 융합프로그램을 개발한다.

(2) 생활 속에서의 물의 활용에 대해 직접 경험해보면서 창의성을 키우고 물의 부족과 오염에 대해 알아보고 깨끗한 물을 만들기 위해 공학적 설계와 제작을 하는 공학 융합 프로그램 개발

유엔(UN)의 발표에 따르면 현재 25개 나라가 물이 부족하고 2050년이 되면 전 세계 인구의 약 3분의 2가 물이 부족해 고통을 받을 것이라고 한다. 구제역으로 상수도가 오염되어 식수의 안전을 위협하기도 하고 일본의 원전사고로 인해 생수 사재기도 하고 방사능비로 지하수가 오 염되기도 한다. 물이 없어 흙탕물을 마시고 설사에 걸린 아프리카 친구들, 물 한컵을 얻기 위 해 매일 10Km의 사막을 걸어가야 하는 사람들의 이야기가 더 이상 남의 이야기가 아니다. 우 리나라가 왜 물 부족 국가인지 원인에 대해 알아보고 깨끗한 물을 만들기 위한 시설을 설계하 고 제작해 보는 시간을 갖는다.

(3) 물과 관련된 직업 및 직종을 알아보며 진로 탐색을 하는 진로프로그램 개발.

세상에는 정말 다양한 직업들이 있다. 그 중 우리가 흔히 알고 있던 물과 관련된 직업인 수영 선수, 조정선수, 해녀이외에 미래의 유망직종인 산업잠수사, 음악분수 연출자, 수중재활운동사 등에 대해 알아보고 이를 직업으로 갖기 위해서는 어떤 자질을 갖추어야 하는지 서로 의논하 여 진로를 탐색하는 기회를 갖는다.

나. 연구 개발 내용 및 적용

(1) 프로그램의 개발

① 프로그램 내용( 상황제시 – 창의적 설계 – 감성적 체험)

Œ 상황제시

1단계: 물의 특성 1 – 표면장력

물의 특성인 표면장력에 대해 학습하고 물의 표면장력을 알 수 있는 실험( 물의 표면장력 확인 하기, 물방울 모양, 물탑쌓기)을 하며 물에 대해 탐구한다.

2단계: 물의 특성2- 산, 염기, 중화반응

‘마법의 꽃 만들기’ 실험을 하면서 물의 액성(산,염기)을 확인하고, 여러 가지 용액의 액성 을 확인한다.

(4)

3단계: 생물에서의 물의 필요성

인간을 비롯한 모든 생물에 물이 필요한 이유를 찾아보고, 그 물의 기능을 확인하며 물의 중요성을 이해한다.

 창의적 설계

1단계: 생활 속의 물의 활용

우리가 마시는 물 속에 들어 있는 다양한 성분들과 역할에 대해 알아본 후, 시판되는 생수의 성분을 조사하고 생수를 마실 때 고르는 기준에 대해 의견을 나눈다. 시판 생수, 정수기, 수돗 물 등 눈을 가리고 가장 맛있는 물을 찾고 물 맛에 영향을 주는 요인에 대하여 토의하는 시간 을 갖는다.

2단계: 물의 오염과 정수과정에 대한 탐구

물의 오염과 오염된 물의 정수 과정, 그리고 강에서 집까지 물이 오는 길에 대하여 조사, 학습, 토의를 하고 물의 순환과정을 그림으로 표현해본다.

3단계: 깨끗한 물 만들기

오염된 물을 깨끗하게 만들기 위해 다양한 과학 원리를 이용한 간이 정수기를 설계하고 제작 하여 누가 더 깨끗한 물을 만들었는지 오염된 물 정수 테스트를 한다.

Ž 감성적 체험

1단계: 물의 부족과 낭비에 대한 학습

우리나라와 전 세계적으로 물이 부족한 상황과 심각성에 대해 조사하고 그에대한 해결책을 찾 는다. 수질오염과 물 부족에 대한 심각성을 인지하며 물 절약 및 보호에 관련된 캠페인 자료를 만들어 전시한다.

2단계: 물과 관련된 직업에 대한 진로 탐색

우리가 흔히 알고 있던 물과 관련된 직업인 수영선수, 조정선수, 해녀이외에 미래의 유망직종 인 산업잠수사, 음악분수 연출자, 수중재활운동사 등에 대해 알아보고 이를 직업으로 갖기 위 해서는 어떤 자질을 갖추어야 하는지 서로 의논하여 진로를 탐색하는 기회를 갖는다.

(2) 프로그램의 적용

① 적용대상 및 시기

◦ 적용대상: 중학교 1학년

◦ 적용시기: 중학교 1학년 자유학기제

② 적용방법 및 수혜학생 수

◦ 적용방법

- 중학교 1학년 자유학년제 과학프로그램으로 적용

◦ 수혜학생수

- 광명북중학교 1학년 30명×2반=60명. 광문중학교 1학년 30명×1반=30명 총 90명

다. STEAM 수업 평가 방법 및 생활기록부 기재 방안

◦ 학생 산출물을 통한 정성적 평가 실시 및 자유학기제 교과 생활기록부에 구체적인 활동과 태도 기록

라. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

◦ 두 곳 이상의 중학교에서 프로그램 적용 (광명북중 1학년, 광문중 1학년) ◦ 학생 산출물을 통한 검증

◦ STEAM 교사연구회 주관 관내 학교 교원 초청 수업 및 워크숍 ( 광문중 , 광명북중, 광명중 초청 희망 교사 10명 내외) ◦ 2018 STEAM 학술대회에 참가하여 연구결과 보고

마. 프로그램 관련 2015년 개정 교육과정과의 연계

(5)

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 (2)표현 수업용 STEAM 프로그램 학교급 중학교 대상 학년(군) 1,2학년 중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[중학교2학년]과학과 나의 미래 [중학교2학년]수권과 해수의 순환 [중학교2학년]물질의 구성

연계과목 수학 환경 미술 기술가정

진로와 직업

연계과목 성취기준 영역

국어-[중학교 1학년]듣기 말하기 수학-[중학교 3학년] 통계 미술-[중학교 1학년] 체험

환경-[중학교 1학년] 지역환경과 지구환경 기술가정-[중학교 2학년] 기술활용

진로와 직업-[중학교 1학년]일과 직업세계 이해

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(1.5)+환경(0.5) 2 1 과학(0.5) + 수학(0.5) 3 2 과학(1) + 기술가정(0.5) +국어(0.5) 4 2 과학(1) + 기술가정(1) 5 2 환경(0.5) + 미술(1) + 과학(0.5) 6 2 진로(1.5) +_과학(0.5) 개발·적용

현황 ※ 2018. 8. 22. 기준, 11차시 중 5차시 개발

바. 연구개발 일정 수행내용 일 정

일 정 비고

3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월

연구착수 ○

STEAM 프로그램 연구 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

전국 워크숍 참석 ○

태도검사(사전) ○

중간보고서 제출 ○

STEAM 프로그램 적용 ○ ○

STEAM 행사 개최 ○

태도검사(사후) ○

결과보고서 제출 ○ 10.31.

성과발표회 참석 ○

4. 연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 최종 보고서 1종 (10차시)

수혜학생 수 90명

학생 태도 검사 사전검사 5월 21일, 3개 학급(90명) 실시 사후검사 10월 29일, 3개 학급(90명) 실시 학생 및 교사 만족도조사 10월 29일 실시

논문 또는 학술대회 한국현장과학교육학회(http://www.kosss.org/) ‘물 의 부족, 물의 전쟁’ 주제로 게재 예정

  

특허출원(국외, 국내) 해당없음

5. 결론 및 제언

가. 성과

◦ 다양한 실생활 속에서 물이 활용하고 있음을 알 수 있다.

◦ 물에 대한 단순한 지식의 학습과 간단한 실험뿐 아니라 이에 대한 원리가 어떻게 실생활 에 사용되고 있는지 정확히 알고 느낄 수 있다.

◦ 생활 속에서의 물의 활용에 대해 직접 경험해보면서 창의성을 키우고 깨끗한 물을 만들기 위해 공학적 설계와 제작을 하는 과정에서 융합적 사고를 기를 수 있다.

◦ 모둠원과 협력하여 문제를 해결하는 과정에서 협동심, 책임감, 의사소통능력이 배양된다.

나. 연구 개발물 활용방안

◦ 교육과정을 재구성하여 융합적 사고력을 신장시킬 수 있는 프로젝트 활동에 적용 ◦ 과학, 기술가정, 자율, 진로, 미술 관련 동아리활동에서 적용

◦ 다양한 교과 속에 존재하는 주제를 가지고 효과적인 융합적 수업지도안을 제작 ◦ 중학교 자유학기제를 이용하여 프로젝트 활동

다. 연구개발에 따른 성과 확산

◦ 지속적인 교사연구회를 통하여 계속적인 프로그램 운영과 수정 및 보완하여 프로그램을 정착시킬 예정.

(6)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

중학교 과학 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/11

[9 과 14-01] 수권에서 해수, 담수, 빙하의 분포와 활용 사례를 조사하고, 자원으로서 물의 가치에 대해 토론할 수 있다.

[9과11-01] 식물이 생명활동에 필요한 에너지를 얻기 위해 양분을 만드 는 광합성 과정을 이해하고, 광합성에 영향을 미치는 요인을 설명할 수 있다.

[9과13-02] 밀도, 용해도, 녹는점, 어는점, 끓는점이 물질의 특성이 될 수 있음을 설명할 수 있다.

2 3/11 [9과14-01] 수권에서 해수, 담수, 빙하의 분포와 활용 사례를 조사하고, 자원으로서 물의 가치에 대해 토론할 수 있다.

환경-환경과 인 간 수학-확률과 통

3 4~5/11

[9환02-05] 환경 문제의 발생과 해결 과정에 대해 과학적 원리를 바탕으 로 사회적, 문화적, 경제적 측면을 함께 고려하여 설명한다.

[9환01-04] 인간과 환경의 관계에서 우리의 역할과 책임에 대해 토의한 다.

국어-듣기 말하 기 기 술 가 정 - 기 술

시스템

4 6~7/11

[9과13-05] 재결정, 크로마토그래피를 이용한 혼합물 분리 방법을 이해하 고, 이를 활용하는 예를 찾아 설명할 수 있다.

[9기가05-09] 적정기술과 지속가능 발전의 의미를 이해하고, 적정기술 체 험 활동을 통하여 문제를 창의적으로 탐색하고 실현하고 평가한다.

기 술 가 정 - 기 술 시스템

5 8~9/11

[9환04-05] 다양한 환경 문제를 환경정의 측면에서 살펴보고, 자신이 속 한 학교, 마을, 지역, 국가 등을 지속가능한 사회로 만들기 위한 다양한 참여 방식을 조사한다.

[9환02-03] 지구 생태계에서 물, 공기, 흙, 생물의 역할과 소중함을 살펴 보고, 이를 글, 그림, 만화, 신문 등 다양한 방법으로 표현한다.

미술-체험

6 10~11/11

[9진02-01] 다양한 직업을 분야별로 분류하고 각 직업이 하는 일을 설명 할 수 있다.

[9진02-02] 사회적 변화에 따라 새롭게 등장한 직업과 사라진 직업에 대 해 설명할 수 있다.

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 11차시)

차시 주요내용

1~2 /11

주제(단원)명 물의 특성 이해하기

※ 마법의 꽃 만들기로 물의 액성을 확인하고 물의 표면장력을 알아봄으로써 물의 특성을 이 해한다. 생물과 물의 관계에 대해 이해하고, 우리에게 꼭 필요한 물의 기능에 대해 이해한 다.

Co 나에게 물이란?

- 세계 물의 날에 대해 이야기하며, 물의 중요성에 대해 의미를 갖게 한다.

Co 내가 알고 있는 물의 특성은 무엇인가?

- 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 물의 특성과 이용에 대해 알아본다.

CD 마법의 꽃 만들기와 물의 표면장력실험

- 학생들이 쉽게 물의 특성을 이해할 수 있도록 간단한 실험을 통해 물의 액성과 표면장력 을 확인한다.

CD 생물에서의 물의 필요성

- 인간을 비롯한 모든 생물에 물이 필요한 이유를 찾아보고, 물의 기능을 확인한다.

3/11

주제(단원)명 우리는 어떤 물을 좋아할까?

※ 우리가 마시는 물의 성분을 알아보고, 직접 마셔보며 비교하고 각 성분의 기능을 알아본 다. 통계적으로 우리나라에서 마시는 물의 종류와 비율을 조사하여 그래프로 나타낸다.

Co우리가 먹는 물은 어떤 물일까?

ET 우리는 어떤 물을 좋아할까?

- 시판되는 생수의 성분을 조사하고 생수를 마실 때 고르는 기준에 대해 의견을 나눈 후 생 수, 정수기 물, 수돗물 등과 비교하며 물의 성분과 물의 맛을 확인한다.

CD 다양한 종류의 물

- 광천수, 이온수, 해양심층수, 탄산수 등 다양한 종류에서 내가 좋아한 물은 어디에 해당하는 지 찾아보고, 여러 가지 물을 특징을 정리한다.

4~5 /11

주제(단원)명 물의 오염과 물의 정수과정

※ 물의 정수과정과 수질오염의 현재 실태와 심각성을 조사하고, 모둠별로 이를 해결할 수 있 는 방안을 토의하며 과학적이고 창의적인 해결방안을 구체적으로 제시할 수 있도록 하고, 나아가 스스로 실천할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

CD 강에서 가정으로 오는 물의 정수 과정 조사하기

ET 수질오염의 심각성과 해결 방안 찾기

- 현재 물의 오염 정도와 수질오염의 심각성에 대해 조사하고, 오염을 최소화할 수 있는 방안에 대해 모둠별로 토의한다. 스스로 실천가능한 방안을 토의하고 발표한다.

(7)

6~7 /11

주제(단원)명 깨끗한 물 만들기

※ 오염된 물을 깨끗하게 만들기 위해 다양한 과학 원리를 이용한 간이 정수기를 직접 설계하 고 제작하여 정수 과정과 그 원리를 이해한다.

CD 간이정수기 만들기

- 필터의 역할을 할 수 있는 재료를 직접 선택하여 간이 정수기를 설계하면서 깨끗한 물을 만 드는 과정을 이해하도록 한다.

ET 라이프 스트로우 체험하기

- 물 부족 국가에서 사용되는 라이프 스트로우를 직접 체험한다.

8~9 /11

주제(단원)명 물의 부족과 물 절약 캠페인

※ 우리나라와 전 세계적으로 물이 부족한 상황에 대해 조사하고 물 절약 캠페인 자료를 만든 다.

CD 물 부족 환경 조사하기

- 물 부족 환경을 조사함으로서 심각성을 일깨우며 물 절약의 필요성을 알게 한다.

ET 물 절약 캠페인

- 물 절약을 위한 캠페인 자료를 만들고 전시한다.

10~11 /11

주제(단원)명 물과 관련 직업에 대한 진로 탐색

※ 우리가 흔히 알고 있던 물과 관련된 직업과 미래의 유망직종에 대해 알아보고 이를 직업으 로 갖기 위해서는 어떤 자질을 갖추어야 하는지 토의한 후 모둠별로 직업군 관련 포트폴리 오를 제작한다.

ET 물과 환경에 관련된 직업 찾기

- 모둠별로 물과 환경에 관련된 다양한 직업을 조사한다. 또한 그 직업을 갖기 위해 어떤 자 질이 필요한지 모둠별로 토의하고 미래의 유망 직업에 대해 토의한다.

ET 직업군 포트폴리오 제작하기

- 조사한 내용을 바탕으로 모둠별로 유망직종 직업 포트폴리오를 제작한다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교-1 학년

중심과목 성취기준 영역

[중학교] 수권과 해수의 순환

물질의 특성 중심과목

성취기준

[9 과 14-01] 수권에서 해수, 담수, 빙하의 분포와 활용 사례를 조사하고, 자원으로서 물의 가치에 대해 토론할 수 있다.

[9과13-02] 밀도, 용해도, 녹는점, 어는점, 끓는점이 물질의 특성이 될 수 있음을 설명 할 수 있다.

주제(단원)명 물의 특성 이해하기 차시 1~2/11

학습목표

※ 생물의 물의 이용을 통해 물의 기능을 이해할 수 있고, 물의 중요성과 필요성에 대해 생각해 볼 수 있는 기회를 갖을 수 있다.

※ 마법의 꽃 만들기’실험을 통한 물의 액성(산,염기)과 물의 표면장력 확인을 통해 물의 특성에 대해 이해할 수 있다.

연계과목 환경 연계과목

성취기준 영역 환경-환경과 인간

STEAM 요소

S

- 마법의 꽃 만들기로 물의 액성을 확인하고 물의 표면장력을 알아봄으로써 물의 특성을 이해한다.

- 생물과 물의 관계에 대해 이해하고, 우리에게 꼭 필요한 물의 기능에 대해 이해한다.

T E A M

개발 의도

인간이 살아가는데 꼭 필요한 물의 중요성을 일 깨울 뿐 아니라 물의 특성을 다양한 측면 에서 이해함으로써 현재 우리가 가진 문제를 과학적이고 현실적으로 해결할 수 있는 방안 을 찾아보도록 한다.

이 차시에서는 모든 생명의 근원이며 인간에게 없어서는 안될 물이 나에게 무엇인지 생각하게 해봄으 로써 물의 중요성과 필요성에 대해 진지하게 생각하는 시간을 갖는다. 또한 우리 주위에서 쉽게 접하 는 물의 특징을 생각해보며 과학적으로 물의 특징을 이해하도록 한다. 이때 학생들의 흥미를 유발할 수 있는 간단한 실험을 통해 물의 액성과 물의 표면장력을 직접 확인하고 다른 물질들과 비교함으로써 물의 특징을 더 정확하게 이해할 수 있도록 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

물의 의미과 물의 중요성 알기

창의적 설계

실험을 통한 물의 특성 이해하기

감 성 적 체 험 생물에서의 물의 필요성

감성적 체험

(8)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (15 분)

Co 나에게 물이란?

- 세계 물의 날에 대해 이야기하며, 물의 중요성에 대해 의미를 갖게 한다.

- <2018 세계 물의 날 : 물의 미래, 자연에서 찾다-환경부> 동영상을 보고 물은 나에게 무엇인지 생각해 보도록 한다.

물은 나에게 이다.

동영상 (https://tv . naver.co m/v/2938 457)

Tip!

환경부 홈 페 이 지 에 홍 보 동영 상 에 많은 자 료를 이용 하자.

전개 (60 분)

Co내가 알고 있는 물의 특성은 무엇인가?

- 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 물의 특성과 이용에 대해 자유롭게 서술해 보도록 한다. (상태, 액성, 특성, 이용 등 자유롭게 나열하도록 한다.)

- 모둠별로 의견을 비교하고 종합하여 발표한다.

ET 마법의 꽃 만들기

- 마법의 꽃 만들기 실험을 통해 물의 액성을 확인하고 다른 용액과 비교하여 물 의 특성을 이해한다.

ET 물의 표면장력실험

- 스포이드를 이용해 물방울을 떨어뜨리며 가장 큰 물방울을 만들어 보도록 한 다.

- 알코올을 이용하여 방울 크기를 비교하며 물의 표면장력을 이해한다.

CD 생물에서의 물의 필요성

- 인간을 비롯한 모든 생물에 물이 필요한 이유를 가장 근본적인 부분부터 찾도 록 하자. 동물, 식물, 미생물을 나누어 생각해보도록 한다.

- 물이 우리 몸에서 어떠한 기능을 하는지 물의 기능에 대해 생각해보자.

실험 동영 상 https://ter ms.naver.

com/entry .nhn?docI d=2452014

&cid=5164 8&categor yId=51648

Tip!

1. pH 시험 지를 이용 하는 것보 다 조각을 이 용 하 여 꽃을 만들 어 여러 가 지 용액을 뿌 려 주 면 학 생 들 이 더 쉽게 비 교하고 흥 미를 가짐.

정리 (15 분)

Co 만약 지구에 물이 없다면?

- 지구에 물이 없다면 가장 먼저 스스로에게 닥칠 상황을 생각해보도록 하고, 물 의 중요성을 다시 한번 생각해보도록 한다.

중심과목 과학 학교급/학년(

군) 중학교-1 학년 중심과목

성취기준 영역

[중학교] 수권과 해수의 순환 중심과목 성취기준

[9 과 14-01] 수권에서 해수, 담수, 빙하의 분포와 활용 사례를 조사하고, 자원으로서 물의 가치에 대해 토론할 수 있다.

주제(단원)명 우리는 어떤 물을 좋아할까? 차시 3/11

학습목표 ※ 우리가 마시는 물의 다양한 성분과 그 기능을 이해할 수 있다.

※ 광천수, 이온수, 해양심층수, 탄산수 등 다양한 물의 종류별 특징을 이해할 수 있다.

연계과목 환경, 수학 연계과목

성취기준 영역

환경-환경과 인간 수학-확률과 통계

STEA M 요소

S

- 우리가 마시는 물의 성분을 알아보고 직접 마셔보며 비교하고 각 성분의 기능을 알아본 다.

- 광천수, 이온수, 해양심층수, 탄산수 등 다양한 물의 차이를 확인하고 내가 마시는 물은 어느 것에 해당하는지 알아본다.

T - 다양한 물의 종류를 확인하고 물을 생산하는 과정을 이해한다.

E A

M - 통계적으로 우리나라에서 마시는 물의 종류와 비율을 확인한다.

개발 의도

물의 맛은 다 똑같을까? 우리가 마시는 물속에는 무엇이 들어있을까? 라는 기본적인 질 문에 대해 쉽게 대답하기 힘들다. 직접 물을 마셔보고 비교해봄으로써 물 속 함유 물질과 그 기능들에 대해 알아보고자 한다.

우리가 마시는 물 속에 들어 있는 다양한 성분들과 기능에 대해 알아본 후, 시판되는 생수의 성분을 조사하고 생수를 마실 때 고르는 기준에 대해 의견을 나눈다. 시판 생수, 정수기, 수돗물 등 눈을 가리 고 가장 맛있는 물을 찾고 물 맛에 영향을 주는 요인에 대하여 토의하는 시간을 갖는다. 또한 내가 마 시는 물이 어떤 물에 해당하는지 알아보며 다양한 물에 차이에 대해 이해하고자 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

우리가 먹는 물에 들어있는 성분 조사하기

창의적 설계

여러 생수, 정수물, 수돗물을 직접 마셔보며 성분 비교

및 기능 확인하기 감 성 적 체 험 다양한 종류의 물 분류하기

감성적 체험

(9)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co우리가 먹는 물은 어떤 물일까?

- 우리는 평소 어떤 물을 마시고 있고, 우리가 먹는 물에는 무엇이 들어있을지 생 각해 보도록 한다.

전개 (30 분)

ET 우리는 어떤 물을 좋아할까?

- 시판되는 생수의 구매하는 본인의 기준에 대해 질문한 후 생수의 맛 차이 유무 에 대해 질문한다.

- 시판되고 있는 다양한 종류의 생수와 정수기 물, 수돗물을 준비한 후 눈을 가리 거나 똑같은 조건으로 마셔보도록 하고 가장 맛있는 물을 찾아보도록 한다.

- 다시 모든 물을 마셔보면서 학습지의 그 물의 특징을 각각 기록하도록 한다.

- 본인이 맛있다고 느낀 물이 왜 맛있게 느껴졌는지 생각해보도록 하고, 각 물 속 에 어떤 성분들이 들어있는지 살펴보도록 한다.

시 판 생 수 , 학교 정수 기 물과 수 돗물 이용

Tip!

 시 판 된 생수는 무 작위로 구 매하였음을 밝히고, 특 정 생 수 가 우수하다는 의미를 절 대 부여하 지 않는다.

정리 ( 10 분)

CD 다양한 종류의 물

- 학습지를 보고 광천수, 이온수, 해양심층수, 탄산수 등 다양한 종류에서 내가 좋 아한 물은 어디에 해당하는지 찾아보고, 여러 가지 물을 특징을 정리하도록 한다.

중심과목 환경 학교급/학년(

군) 중학교-1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 환경의 체계, 환경과 인간 중심과목 성취기준

[9환02-05] 환경 문제의 발생과 해결 과 정에 대해 과학적 원리를 바탕으로 사회 적, 문화적, 경제적 측면을 함께 고려하 여 설명한다.

[9환01-04] 인간과 환경의 관계에서 우리의 역 할과 책임에 대해 토의한다.

주제(단원)명 물의 오염과 물의 정수과정 차시 4~5/11

학습목표

※ 우리나라의 수질오염의 심각성을 이해할 수 있다.

※ 수질 오염의 해결방안을 구체적으로 제시할 수 있으며, 스스로 실천할 수 있는 해결방 안을 제시할 수 있다.

연계과목 국어, 기술가정 연계과목

성취기준 영역

국어-듣기 말하기 기술가정-기술시스템

STEA M 요소

S - 수질오염의 현재 실태와 심각성을 조사한다.

T - 현재 우리나라의 물의 정수과정의 기술력을 확인한다.

- 수질오염의 해결방안을 다양하게 조사한다.

E - 정수과정에서 사용되는 각 기기의 역할을 확인한다.

A M

개발 의도

물의 오염과 오염된 물의 정수 과정, 그리고 강에서 집까지 물이 오는 길에 대하여 조사, 학습, 토의를 하고 물의 순환과정을 그림으로 표현해 봄으로써 물의 오염의 심각성을 이 해하고자 하며 이를 해결할 수 있는 해결방안을 구체적으로 제시하고자 한다.

외국사람들이 스스럼없이 마시는 수돗물을 우리는 가정에서 현재 마시고 있는가? 우리나라의 물에 오 염에 대한 학생들의 인식을 먼저 확인한 후 물의 오염에 대해 학생 스스로 조사함으로써 물의 오염의 심각성을 확인하도록 한다. 모둠별로 이를 해결할 수 있는 방안을 토의하며 과학적이고 창의적인 해결 방안을 구체적으로 제시할 수 있도록 하고, 나아가 스스로 실천할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

우리가 마시는 수돗물은 어떤물인지 수돗물에 대해

알아보기

창의적 설계

수질오염의 심각성과 실현가능한 해결

방안 찾기 감 성 적 체 험 강에서 가정으로 오는 물의

정수 과정 조사하기

감성적 체험

(10)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co수돗물 정말 착한 물일까요?

- <어서와, 한국은 처음이지> 동영상을 보고 외국인이 당연하게 마시는 수돗물 우리는 현재 마시고 있는지 생각해도록 하고 마실 경우와 그렇지 않을 경우 그 이유에 대해 발표하도록 한다.

동영상 https://tv.

naver.com /v/229845 2

Tip!

동영상을 시청 시 흥 미 위주의 프 로 그 램 시청이 아 닌 시청의 도를 정확 히 밝히도 록 한다.

전개 (70 분)

CD강에서 가정으로 오는 물의 정수 과정 조사하기

- 모둠별로 각 가정으로 오는 물의 공급과정을 조사하도록 하고 어떠한 과정을 걸치고 그러한 과정이 왜 필요한지에 대해 조사한 후 발표하도록 하자.

ET 수질오염의 심각성과 해결 방안 찾기

- 현재 물의 오염 정도와 수질오염의 심각성에 대해 조사하고, 오염을 최소화할 수 있는 방안에 대해 모둠별로 토의해보자.

- 모둠별로 가장 효율적인 해결 방안을 2 가지 제시하고 그 방안이 제대로 실시 되기 위한 자세한 대안과 발생할 수 있는 문제점 및 한계점을 찾아보도록 한 다. (발표안을 4 절지나 전지에 작성하여 모둠별로 제한시간 내에 발표한다.)

동영상 물의 정수과정 https://ter ms.naver.

com/entry .nhn?docI d=2440548

&cid=5164 8&categor yId=51648

Tip!

현실 가 능한 해결 방안을 찾 을 수 있도 록 하며 그 방안의 효 과를 과학 적 원리를 근거로 논 리 적 으 로 발표할 수 있도록 지 도한다.

정리 (10 분)

CD 해결방안 정리

- 모둠 모둠의 발표를 들어본 후 다양한 해결방안을 정리하고, 실현가능하고 가장 효 율적인 해결방안을 함께 이야기 해 본다.

중심과목 과학 학교급/학년(

군) 중학교-1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 물질의 특성 중심과목

성취기준

[9과13-05] 재결정, 크로마토그래피를 이용한 혼합물 분리 방법을 이해하고, 이 를 활용하는 예를 찾아 설명할 수 있다.

[9기가05-09] 적정기술과 지속가능 발전 의 의미를 이해하고, 적정기술 체험 활동 을 통하여 문제를 창의적으로 탐색하고 실현하고 평가한다.

주제(단원)명 깨끗한 물 만들기 차시 6~7/11

학습목표

※ 간이 정수기 만들기를 통해 수질오염을 대처하는 방법을 확인할 수 있다.

※ 라이프 스트로우를 직접 체험해봄으로써 물 부족 국가의 현실을 이해하고 물의 소중함 을 이해한다.

연계과목 기술가정 연계과목

성취기준 영역기술가정-기술시스템

STEA M 요소

S - 각 물질의 특성을 조사하고 그것을 이용해 오차없이 실험을 설계한다.

T - 간이 정수기를 만들어보고, 적정기술의 대표적인 예인 라이프스트로우를 체험한다.

E - 현재 상품화하고 있는 정수기의 특징을 조사하고 그 원리를 이해한다.

A M

개발 의도 오염된 물을 깨끗하게 만들기 위해 다양한 과학 원리를 이용한 간이 정수기를 직접 설계 하고 제작하여 정수 과정과 그 원리를 이해한다.

오염된 물을 깨끗하게 만들기 위해서 다양한 재료를 이용한다. 그 재료의 특성을 이해하고 어떠한 원 리로 정수를 하는지 알아보도록 한다. 각 재료의 특성에 맞게 간이 정수기를 직접 설계하고 제작하여 정수 과정과 그 원리를 이해한다. 또한 학생들이 만든 정수기를 비교해봄으로서 어떤 재료가 가장 효 과적으로 정수를 하는지 그것을 어떻게 이용해야 하는지를 생각해보도록 한다. 마지막으로 현재 물 부 족 국가에서 사용하고 있는 라이프스트로우를 직접 체험해보도록 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

물은 어떤 원리로 깨끗해 지는가 정수기 안을 들여다

창의적 설계

라이프 스트로우 체험하기

감 성 적 체 험 간이 정수기 설계하기 및

제작하기

감성적 체험

(11)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 정수기 안에 들어있는 필터에 대해 알아보자.

- 정수기에 사용되는 필터에 대해 조사하고 필터의 역할을 할 수 있는 재료들의 특성을 조사하도록 한다.

- DRINKABLE BOOK 에 대한 동영상을 보며 다양하게 정수의 여러 가지 방법에 대해 살펴본다.

https://w ww.youtub e.com/wat ch?v=kRtl aw3uUq0

전개 (70 분)

CD 간이정수기 제작

- 다양한 재료를 준비하여 학생들이 선택할 수 있도록 하고 학생들이 직접 정수기 를 설계하도록 한다. 모둠안에서 서로 비교가 가능하도록 설계하도록 한다.

- 설계한 정수기를 직접 만들어보고 다른 사람의 정수기와 비교해 보며 어떤 재료 가 정수에 가장 효과적인지 비교해보자. 비교하기 위해 다른 조건을 통제하여 정 확하게 결과를 측정하도록 한다.

Tip! 정 수 후 정수 전의 물 과 어떻 게 비교 를 하는 것이 좋 은지 그 방 법 을 찾아보도 록 한다.

정리 (10 분)

ET 라이프 스트로우 체험하기

- 물 부족 국가에서 사용되는 라이프 스트로우를 직접 체험하고 소감을 발표한다.

중심과목 환경 학교급/학년(

군) 중학교-1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 환경과 지구환경 중심과목

성취기준

[9환04-05] 다양한 환경 문제를 환경정 의 측면에서 살펴보고, 자신이 속한 학 교, 마을, 지역, 국가 등을 지속가능한 사 회로 만들기 위한 다양한 참여 방식을 조 사한다.

[9환02-03] 지구 생태계에서 물, 공기, 흙, 생물의 역할과 소중함을 살펴보고, 이를 글, 그림, 만화, 신문 등 다양한 방 법으로 표현한다.

주제(단원)명 물의 부족과 물 절약 캠페인 차시 8~9/11

학습목표 ※ 물의 부족의 원인과 심각성에 대해 이해한다.

※ 물 부족과 해결하기 위한 대안을 제시할 수 있다.

연계과목 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

미술-체험

수학- 그래프로 나타내기

STEA M 요소

S 물 부족의 원인을 조사하고 그 해결방안을 타당한 근거를 제시하여 나타낸다.

T 현재 국가적으로 물의 부족 해결을 위한 방안에 대해 조사한다.

E

A 물 절약 캠페인 자료를 주제가 잘 전달되도록 다양하게 만들어 전시한다.

M 조사한 자료를 그래프로 나타낸다.

개발 의도 우리나라와 전 세계적으로 물이 부족한 상황에 대해 조사하고 물 절약 캠페인 자료를 만 들어 물의 소중함을 다시한번 일깨우도록 한다.

현재 우리나라는 국제인구행동연구소(PAI)가 분류한 ‘물 부족 국가’에 해당한다. 우리나라 뿐 아니라 전 세계적으로 물의 부족이 얼마나 심각한지 그 심각성을 알며, 원인을 조사하고 대책을 제시하도록 한다. 또한 조사한 자료를 이용하여 물 절약 캠페인 자료를 만들어봄으로써 물을 소중함을 일깨우고자 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

우리나라는 물 부족국가인가?

창의적 설계

물 절약 캠페인 자료 만들기

감 성 적 체 험 물 부족 환경의 원인, 대책

조사하기

(12)

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 우리나라는 물 부족 국가인가?

- 다음 포스터를 보고 학생들이 생각하는 우리나라가 물 부족 국가인지를 생각해 보도록 하고, 그 이유에 대해 발표해보도록 한다.

- 물기근국가, 물 부족국가, 물 풍요국가에 대해 생각해보도록 한다.

전개 (70 분)

CD 물 부족 환경 조사하기

- 물부족의 원인과 심각성에 대해 조사한다.

- 우리나라의 상황에 대해 조사하도록 하고, 그 원인을 찾아본다.

- 물부족을 해결하기 위한 현재 이루어지고 있는 대책방안에 대해 조사하고 본인 이 생각하는 해결방안을 제시하도록 한다.

- 물 부족 환경을 조사함으로서 심각성을 일깨우며 물 절약의 필요성을 알게 한다.

ET 물 절약 캠페인

- 위 자료를 이용하여 물 절약을 위한 캠페인 자료를 포스터, 표어, 그림 형태로 다 양하게 만들고 전시한다.

Tip! 해 결 방안 제시 시 타당한 과학적 근 거를 함께 제 시 하 도 록 하고 실 현 가 능 성에 대해 서도 발표 하도록 한 다.

정리

(10 분) ET 캠페인 자료를 만들어 보며 느낀점 발표하기

중심과목 진로와 직업 학교급/학년(

군) 중학교-1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 일과 직업세계 이해 중심과목 성취기준

[9진02-01] 다양한 직업을 분야별로 분 류하고 각 직업이 하는 일을 설명할 수 있다.

[9진02-02] 사회적 변화에 따라 새롭게 등장한 직업과 사라진 직업에 대해 설명 할 수 있다.

주제(단원)명 물과 관련 직업에 대한 진로 탐색 차시 10~11/11

학습목표 ※ 물과 관련된 직업에 대해 알아보고 다양한 직업 세계를 이해한다

STEA M 요소

S 물과 환경에 대한 직업에 대해 조사한다.

T E

A 포트폴리오 자료를 한눈에 들어올 수 있도록 디자인한다.

M 조사한 자료를 통계로 나타낼 수 있다.

개발 의도

4 차 산업혁명 시대에는 현재 없는 다양한 직업이 생길 것이며, 계속 변화할 것이며 변 화되는 속도로 매우 빠를 것이다. 현재 한국의 직업 종류는 1 만개 이상 다양하지만 우 리는 어떤 직업이 있는지 잘 알지 못한다. 다양한 직업의 종류 및 특성과 미래 유망직업 에 대해 알아보고, 각각의 직업을 갖기 위한 자질을 알아보며 본인의 진로에 대해 생각 해 보는 기회를 갖는다.

우리가 흔히 알고 있던 물과 관련된 직업을 찾아보며 우리나라에 잘 알려지지 않은 다양한 직업이 있 음을 알게 한다. 또한 미래의 유망직종에 대해 알아보고 이를 직업으로 갖기 위해서는 어떤 자질을 갖추어야 하는지 토의한 후 모둠별로 직업군 관련 포트폴리오를 제작한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

우리나라의 직업의 수와 이색직업에

대해 알아보기

창의적 설계

물 절약 캠페인 자료 만들기

감 성 적 체 험 물과 환경에 대한 직업찾기와

직업군 포트폴리오 찾기

감성적 체험

(13)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co우리나라의 직업의 수는 얼마나 될까?

내가 알고 있는 잘 알려지지 않는 이색직업은 무엇인가?

- 이색직업에 관한 동영상을 본 후 평소 접하기 어려운 직업을 생각해보게 하고 발표하도록 한다.

https:/

/progr ams.sb s.co.kr /cultur e/life e conom y/clip/

53998/

220001 27821?

cooper

=nhn

전개 (70 분)

ET 물과 환경에 관련된 직업 찾기

- 모둠별로 물과 환경에 관련된 다양한 직업을 조사한다. 또한 그 직업을 갖기 위해 어떤 자질이 필요한지 모둠별로 토의하고 미래의 유망 직업에 대해 토의한다.

ET 직업군 포트폴리오 제작하기

- 조사한 내용을 바탕으로 모둠별로 유망직종 직업 포트폴리오를 제작한다.

https://w ww.career .go.kr/cn et/front/

main/mai n.do 커 리 어 넷

사 이 트 이용

정리 (10 분)

ET 내 진로 생각해보기

- 나에게 맞는 직업을 찾기 위해 본인이 준비해야 될 것은 무엇인지 생각해보며 진 로에 대해 생각해보도록 한다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/11

생각열기 나에게 물이란?

1. 물은 나에게 이다.

탐구 1 물의 특성을 알아보자.

1. 물의 특징에 대해 자유롭게 서술해보자.

2. 마법의 꽃을 만들자.

1) 물을 뿌렸을 때 꽃은 무슨색으로 변하는가? 이로서 알 수 있는 물의 액성은 무엇인가?

2) 물의 양을 많이 했을 때 꽃은 어떻게 변화하는가?

3) 각 용액별로 색의 변화를 확인하고 산과 염기를 구별해보자.

탐구 2 물의 표면장력확인하기.

1. 스포이드를 이용하여 물방울을 비교해보자

2. 알코올과 물을 10 방울씩 각각 떨어뜨리고 지름을 측정해보자.

(14)

탐구 3 생물과 물

1. 생물에서 물의 역할을 모둠별로 토의해보자.

차시 3/11

물맛순위 물 이름 기타 특징

A

B

C

D

E

F

(15)

차시 4~5/11 생각열기 수돗물은 마실 수 있을까?

1. 동영상을 보고 외국인들이 스스럼없이 수돗물을 마시는 이유를 생각해보자.

2. 우리집에서 식수로 사용하는 물을 무엇인가?

3. 2 번에서 답한 물을 식수로 사용하는 이유는 무엇인가?

탐구 1 물의 정수과정

1. 강에서 가정으로 오는 물의 정수과정에 대해 조사하고 그 과정을 4 절지에 그려서 나타내시오.

탐구 2 수질오염의 해결방안

1. 현재 물의 오염 정도와 수질오염의 심각성에 대해 조사하고, 오염을 최소화할 수 있는 방안에 대해 모둠별로 토의해보자. (모둠별로 가장 효율적인 해결 방안을 2 가지 제시하고 그 방안이 제 대로 실시되기 위한 자세한 대안과 발생할 수 있는 문제점 및 한계점을 제시할 것.)

차시 6~7/11

생각열기 정수기 속 필터에 대해 알아보자.

1. 정수기 필터는 무엇으로 되어 있나?

탐구 1 간이 정수기 만들기

1. 제시된 재료의 특성을 이해하고 이를 이용하여 간이 정수기를 설계하자. (재료, 재료의 양, 위치 등을 고려하여야 한다.)

탐구 2 라이프 스트로우 체험하기

1. 라이프 스트로우 사용하고 난 후기를 말해보자.

(16)

차시 8~9/11 생각열기 우리나라는 물 부족 국가인가?

1. 다음 포스터를 보고 우리나라가 물 부족 국가인지를 생각해보도록 하고, 그 이유에 대해 말해보자.

탐구 1

1. 물 부족의 원인과 심각성에 대해 조사해보자.

2. 물부족을 해결하기 위한 현재 이루어지고 있는 대책방안에 대해 조사하고 본인이 생각하는 실현 가능한 해결방안을 타당한 과학적 근거를 제시하여 말해보자.

탐구 2 물 절약 캠페인 자료 만들기

1. 포스터, 그림, 표어, 만화 중 물 절약 캠페인 자료를 만들어 교실과 복도에 전시하자.

차시 10~11/11

생각열기 우리나라에는 얼마나 많은 직업이 있을까?

1. 이색직업에 관한 동영상을 본 후 평소 접하기 어려운 직업을 생각해보자.

탐구 1 물과 환경에 관련된 직업 찾기

1. 모둠별로 물과 환경에 관련된 다양한 직업을 조사하자.

2. 직업을 갖기 위해 어떤 자질이 필요한지 모둠별로 토의하고 미래의 유망 직업에 대해 토의해보 자

탐구 2 직업군 포트폴리오 제작하기

1. 조사한 내용을 바탕으로 모둠별로 유망직종 직업 포트폴리오를 만들어보자.

(17)

5. 교사자료

차시 1~2/11

1. 물

빗물(우수, 천수 , 기상수) - 대기 중으로 증발 되어 응축된 물

- 빗물의 주성분은 Na,K,Ca,Mg, SO42-, Cl- 등으로 해수의 주성분과 유사

- 빗물은 자연수 중 가장 깨끗한 순수에 가까우나 대기중의 분진,먼지(mist) 등의 대기오염물질을 함 유 > 산성비(pH 5.6 이하)

지표수(Surface water)

- 지하로 스며들어가지 않거나 증발되지 않은 물이 지표면에 남아서 지면을 흐르는 물로서 하천이나 저수지, 호수 등에 모여 있는 물

- 하천수는 지표면에 노출되어 각종 미생물이나 유기물질을 포함

- 호소는 폐쇄성 또는 준폐쇄성 수역물의 체류시간이 길며, 연중 수질변화가 거의 없고, 질소와 인 등 오염물질의 유입에 의한 녹조발생, 부영양화 등으로 수자원의 가치는 낮음

- 호소는 계절적 수온차에 의해 수심에 따른 밀도층(성층)이 형성

지하수(ground water)

- 빗물이나 지표수가 지층을 통과하여 지하수면 아래에 부존되어 있는 물 - 부존되어 있는 장소에 따라 천층수,심층수,용천수,복류수 등으로 구분

- 지하수 및 심층지하수는 각각 4,168,000 ㎦으로 전 세계 물의 분포량 중 0.62%를 차지 - 지하수는 관개용수, 생활용수 및 공업용수 등으로 많이 이용되고 있음

해수

- 강수(우수)가 육지에 강하되어 침투,삼투,증발 및 유출을 거쳐 최종적으로 도달하는 곳 - 해수는 지구상 총 수자원의 97%를 차지하고 있는 진한 전해질 용액 상태

- 해수 주요 성분은 Na,K,Ca,Mg,SO42-, Cl- 등 성분 농도비가 항상 일정

- 해수의 평균염도는 35,000mg/L(35‰)이고, 용존유기물량은 0.5mg/L, pH 는 약 8.2 로서 약알칼리 성을 띔

- 수자원으로서 이용가치는 낮은 편. 최근에는 식수원이 부족한 일부지역에서 해수의 담수화 처리 후 생활용수 등으로 이용

2. 물의 기능

3. 물의 특성

끓는점(boiling point=b.p)이 높다.

- (1atm 하에서 b.p =100℃로 분자량이 비슷한 다른 수소화합물에 비해 월등히 높다 → 휘발성이 대단히 작다.)

비열이 크다.

- 물의 비열은: 비열(cal/g · ℃)은 물질 1g 를 1℃ 상승시키는 데 필요한 열량 1 cal/g · ℃(-4.2j/

g · ℃)으로 액체상태로 존재하는 온도 구간이 가장 넓음

용해성이 크다.

- 물은 자연계에서 존재하는 가장 좋은 용매로 다양한 물질을 용해한다.

- 물은 극성이 커서 극성물질을 특히 잘 용해하며, 물에 직접 용해되지 않는 물질이라도 다른 물질이 첨가된 물에는 잘 용해된다.

물이 얼음이 되었을 때 부피가 증가한다.

- 물의 밀도는 4℃에서 1g/cm3 로 가장 크다.

(18)

차시 3/11 1. 물의 종류

우리가 마시는 보통 물 이외에 특수한 분자구조나 기능을 가진 물에 대한 연구가 국내외에서 활발하 게 진행되고 일부는 시판하기도 합니다. 그러나 광고대로 그 효능을 100% 신뢰할 수 없더라도 일부 효과가 있기도 합니다. 몇가지 '기능성 물'에 대해 알아보기로 하겠습니다

• 해양심층수 - 심층수는 수심 200 미터 아래의 깊은 바닷물을 말하는데 수온이 낮고, 청정하며 각 종 미네랄성분이 풍부하게 함유되어 있습니다. 이 해저의 맑은 물은 탈염처리를 하여 마시면 건강 과 미용에 좋다고 합니다.

• 목초액 - 나무의 수액에서 타르성분을 제거한 목초액은 건강음료수로 예로부터 한방에서 사용하였 습니다. 목초액은 주성분이 초산으로 각종 피부병이나 혈액장애에 도움이 된다고 합니다.

• 전자수 - 일본에서 연구된 전자수는 물통에 수천볼트의 정전압을 발생시켜 많은 전자가 물에 쌓이 데 한 것입니다. 이 전자수로 농축산업에서 많은 효과를 보았고, 각종 성인병에도 효능이 있는 것으 로 알려져 있습니다.

• 전해알칼리수 - 전기분해된 알칼리수는 육각수가 풍부해 인체의 안전을 유지시켜 주며 해로운 활 성산소를 없애는 힘을 갖고 있습니다. 이 물은 위장병 등에 효과가 있다고 합니다.

• 파이워터 - 최근 일본에서 유행하는 파이(π)워터는 미량의 2 가, 3 가 철염을 물에 작용시킨 것으 로 생명수라 부르고 있습니다. 이 물은 생체에너지를 가져 모든 분야에 효능이 있다고 합니다.

표면장력이 강하다

- 표면장력은 액체 표면의 분자가 표면적을 최소화 하려는 힘

- 액체가 구형을 띠는 이유는 동일한 부피의 기하구조 중에서 구(球)의 형태가 가장 표면적이 작기 때문이다.

- 물의 표면장력이 강한 이유는 물은 분자간에 수소결합에 의해 강한 힘이 작용하며 분자간의 인력이 강할수록 표면장력이 세어진다는 것이다.

자료출처 https://www.ekr.or.kr/water/main.krc

※ 해양심층수

해양심층수란 태양광이 도달하지 않는 수심 200m 이상의 깊은 곳의 바닷물, 엄밀한 의미의 심층수는 그린랜드에서 발원하여 2,000 년을 주기로 대서양, 인도양, 태평양을 순환하는 해수자원을 의미합니 다.

바다는 한곳에 머무르지 않고 끊임없이 지구 전체를 순환하고 있는데, 순환하던 바닷물이 그린랜드의 빙하 지역에 도착하면 매우 차가워져 비중이 아주 커지게 됩니다. 이 비중이 커진 물은 아래로 점점 내려가 수심 200m 이하까지 이르게 되는데, 이 때 그 온도는 약 2℃정도까지 급히 떨어집니다.

이렇게 심해로 내려가 존재하는 물을 "해양 심층수"라고 합니다.

심해에 존재하는 물은 오염이 되지 않고 대신 영양무기염류가 풍부하겠죠?

얕은 바닷물은 햇빛의 영향으로 광합성도 생기고 유기물도 번식하며, 공기와 육지의 오염 물질들이 쉽게 들어올 수 있으나, 이런 유기물과 오염 물질들이 수심 200m 까지는 내려오지 못하기 때문에 해 양심층수는 계속해서 순수한 상태를 유지할 수 있는 것입니다.

또 심층수는 바닷물의 흐름에 따라 지구 전체를 순환하레 되는데, 그 순환 속도는 매우 느려 보통 지 구 한 바퀴를 도는데 2,000 년 정도가 소요된다고 합니다.

이렇게 오랜 세월동안 천천히 지구 표면을 도는 동안 수온은 거의 2℃ 정도로 일정하며 질소, 인, 규 소와 같은 무기 영양 염류를 풍부하게 함유하게 됩니다.

30~40 년 전부터 미국과 일본에서 해양심층수에 관심을 가지기 시작했으며, 최근에는 수산, 식품, 음 료, 화장품, 의학 등 다양한 분야에서 활용도와 중요성이 커지면서 각광을 받고 있습니다. 우리나라에 서도 해양수산부가 2001 년부터 강원도 고성군 앞바다에서 심층수 개발 연구에 들어갔으며, 요즘에는 생수시장에서도 해양심층수에 대한 관심이 높습니다.

참고: http://e-arisu.seoul.go.kr/water/sense.jsp?

※수돗물은 연수가 아닌 경수인가요? 경수, 연수 대체 어떤 차이가 있죠?

물 속에 있는 칼슘이나 마그네슘 등의 미네랄이 들어있는 정도를 경도(硬度)로 나타냅니다. 경도가 높 은 물을 경수 또는 센물이라 하고, 경도가 낮은 빗물이나 수돗물은 연수 또는 단물이라고 합니다.

옛날 강릉에서 이 지역에 미인이 많은 것은 강릉의 물이 센물(경수)이기 때문이라고 했습니다. 날마다 경수를 마시면 피부 속의 멜라닌 색소를 줄여 피부를 희고 부드럽게 한답니다. 그러나 경수를 오래 마시게 되면 체내에 결석이 생기는 등 부작용이 나타날 수 있습니다.

요즘 각 가정에서 연수기를 많이 사용하시는데, 아리수는 이미 연수입니다. 석회질이나 민랄 성분이 적은 연수(단물)는 비누가 잘 풀려 빨래하기도 쉽고 피부에도 좋습니다. 그래서 산골 처녀가 서울로 시집을 가서 수돗물 즉 연수를 사용하게 되면서 피부가 뽀얗게 좋아져 '서울가더니 예뻐졌네' 라는 소 리를 듣기도 하였답니다.

참고: http://e-arisu.seoul.go.kr/water/sense.jsp?

시판생수-삼 o 수 [주요성분]

무기물질 함량(mg/L)] 칼슘(Ca) : 2.2~3.6 칼륨(K) : 1.5~3.4 나트륨(Na) : 4.0~7.2 마그네슘(Mg):

(19)

1.0~2.8 불소(F) : 불검출

[원수원]

암반대수층지하수

[수원지]

제주특별자치도 제주시 조천읍 교래리

아리수와 정수기 물

조사에 따르면 미네랄 성분은 아리수가 38.7 ㎎/ℓ, 정수기 물이 3.3 ㎎/ℓ였다.

성분별로 보면 칼륨은 아리수 2.9 ㎎/ℓ·정수기 물 0.3 ㎎/ℓ, 나트륨은 아리수 9.9 ㎎/ℓ·정수기 물 1.8 ㎎/ℓ로 각각 조사됐다.

또 칼슘은 아리수 21.6 ㎎/ℓ·정수기 물 1 ㎎/ℓ, 마그네슘은 아리수 4.3 ㎎/ℓ·정수기 물 0.2 ㎎/ℓ였 다.

조사 대상 정수기는 삼투압 현상을 이용한 정수 방식을 사용하는 `역삼투압방식`의 정수기다.

또 서울시가 2012 년부터 법정 `먹는 물 수질기준`보다 훨씬 엄격한 자체 기준인 `건강하고 맛있는 물` 가이드라인을 운영한 결과 아리수의 수질이 향상된 것으로 나타났다.

건강하고 맛있는 물 가이드라인은 미네랄, 총유기탄소, 탁도, 잔류 염소, 구리, 철 등 8 가지 항목에 대해 법정 기준보다 더 엄격한 잣대를 기준으로 삼는다.

특히 미네랄 함량의 경우 법정 기준은 아예 없지만, 서울시 가이드라인은 20∼100 ㎎/ℓ를 규정하고 있다.

자료출처 ttp://e-arisu.seoul.go.kr/water/sense.jsp?

차시 6~7/11

정수기의 원리

정수기란? 물을 정화시키는 기계입니다. 인체의 몸은 70%의 물로 구성되어 있구요, 그 물은 인간의 생 명을 유지시켜주는 가장 근간이 되는 물질입니 다. 밥 안먹고 한 달을 버틸수 있지만 물 안먹고 일주 일도 살기 힘듭니다. 기본적으로 물 안에는 여러가지 물질이 있는데 각종세균, 오염물질(최근의 환경오 염으로 더 심각해지고 있 죠), 몸에 좋은 미네랄, 나쁜 미네랄 뭐 수도 없이 많습니다. 정수방식은 크 게 세가지로 나눠집니다. 활성탄 여과방식을 제외하고는 모두 필터가 4~5 개 정도씩 들어가 있구요. 각 필터마다 하는 역할도 달라 권장 교체주기에 따라 교체를 해줘어야 합니다. 1 단계 침전필터 : 원수를 최초로 걸러주는 필터구요 입자가큰 부유물질, 찌꺼기 등을 거릅니다. 2 단계 전카본필터 : 카본필터인 데요 보시면 시커먼 탄가루가 뭉쳐있습니다. 염소, 화학물질등을 흡착하여 제 거합니다. 3 단계 역삼투 압 또는 중공사막 필터 : 막 크기가 가장 작은 역삼투 또는 중공사막 필터가 완벽하게 유해물질 등을 걸러줍니다. 4 단계 후카본필터 : 항균기능등을 첨가한 카본필터로써 전카본필터와 비슷합니다. 5 단계 세라믹 또는 항균필터 : 최근 기능성 필터를 많이 추가하는 경향입니다. 회사별로 차이 있는데요 몸에 좋은 물을 만들어내기 위해 세라믹필터를 추가하거나 완벽하게 세균걸러내기위해 항균필터를 별도로 추가 하기도 합니다. 이상 4~5 단계 필터는 순서가 약간 바낄 수도 있지만 필터개수와 용도(거의 80%

이상)는 동일하다고 보시면 됩니다. 1 활성탄 여과방식 개요 : 활성탄의 흡착력을 이용해서 미세한 공 극을 물이 통과할 때 냄새, 색도, 중금속 등을 제거하는 방식입 니다. 잘 이해가 안가시면 보리차 생각 하세요. 보리 넣고 물을 끓이면 흡착력이 강한 보리가 물의 이 물질을 흡수하거든요. 장점 : 간단한 원 리에 필터도 한 두개 이다보니 정수기 크기가 매우 작습니다. 단점 : 활성탄의 구멍에 세균이 침착될 수 있음 2 역삼투압방식 개요 : 아주 미세한 구멍(0.00001 미크론 = 머리카락 굵기의 1 백만분의 1)이 있는 역삼투막(멤브레인 필터)에 강한 압력을 가하여 물을 정수하는 방식. 생물현상에서 흔히 볼 수 있 는 ‘삼투압’방식을 역으로 이용한 것이 죠. 바닷물을 걸러도 짠맛안나는 “순수수=증류수”를 만들정도로 완벽하고 깨끗하게 걸러냅니다. 장점 : 세균, 이물질은 물론, 각종 중금속까지 완벽하게 제거 단점 : 너

무 완벽하게 거르다보니 물구성에 필요한 미네랄까지 제거, pH7.0 이하 산성수로써 신체 pH 농도 7.3 과 불균형. 물맛이 밍밍하고 그래서 단맛나는 카본필터를 마지막에 추가하기도 함(개미가 죽어서 달라 붙기 도 함). 순수 H2O 로 성분이 불안정하여 몸 안에 좋은 성분을 뺏아 안정화 하려고 함. 3 중공사 막방식 개요 : 사람의 혈액을 걸러주는 인공신장 투석기 원리 응용. 중공사막( 中 空絲 膜)이란 가운데 구멍이 뚤린 실인데요. 이 구멍이 0.01 미크론(머리카락 굵기의 1 만분의 1)입니다. 역삼투막보다는 약 간 큽니다. 장점 : 막 크기가 적당하여 각종 유해물질은 걸러내고 몸에 좋은 미네랄은 남음. 미네랄등 이 살아있어 신체 pH 농도와 동일한 약 알칼리수 유지. 정수량이 풍부하여 조리수 밸브 이용 야채/과 일/쌀 씻을 때에도 사용 가능. 단점 : 일부 중금속등을 걸러주지 못함. 중공사막(UF)필터는 뜨거운물에 약함 이 세가지 외에 이온수기가 있는데 정수기라기보다 의료용 기기에 가깝습니다. 물을 전기분해해 서 몸에 좋은 알칼리물은 마시고 미용에 좋은 산성수는 세안등에 사용하더군요.

출처: http://cafe.naver.com/lshcom.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=176

역삼투 정수기

옛날에는 '정수기' 하면 정말 귀한 물건이었는데, 요즘은 웬만한 가정집에도 정수기를 한 대씩은 다 구비하고 있어 일상화된 물건이 되어 버렸다.

지금이야 수돗물을 믿을 수 없어 마치 수돗물을 걸러 깨끗한 물로 만드는 장치가 정수기인 것처럼 되어 버렸지만, 일반적으로 정수기란 깨끗하지 않은 물에 녹아 있는 여러 가지 불순물을 제거하는 기능을 가진 장치를 말한다.

시중에 판매되고 있는 정수기는 크게 두 종류로 나누어진다. 불순물을 걸러 내기 위해 필터를 사용하는 '필터 정수기'와 반투막을 이용한 '역삼투 정수기'라는 것이 있다.

일반적으로 사용되는 필터 정수기는 물속에 녹아 있는 불순물을 필터에 흡착(달라붙게 만듦)시키는 원리를 이용한다. 따라서 필터를 너무 오래 사용하면 필터에 불순물이 너무 많아져 정수 능력이 떨어질 수 있기 때문에 일정한 기간이 지나면 필터를 교환해 줘야 한다.

역삼투 정수기는 인공적으로 만든 '반투막'을 사용해서 배추를 절일 때 일어나는 현상이 거꾸로 일어나도록 하는 방식이다.

배추를 절일 때는 가만히 두어도 세포 속의 깨끗한 물이 소금물 쪽으로 저절로 빠져나온다. 그런데 반대로 물이 소금물에서 세포막 속으로 들어가도록 하기 위해서는 압력을 가해 주어야만 한다. 즉, 소금물이 불순물이 섞인 물이라고 했을 때 깨끗한 물을 얻기 위해서는 압력을 가해 역삼투가 일어나도록 해야 한다. 따라서 역삼투 정수기는 불순물이 섞인 물을 전기 펌프로 반투막 속으로 밀어 넣고 압력을 가해서 깨끗한 물만 막의 반대쪽으로 빠져나오도록 만든 것이다.

이렇게 역삼투 원리를 이용한 정수기에서는 머리카락의 100 만분의 1 크기의 미세한 구멍으로 된 반투막으로 중금속, 박테리아, 세균 등을 걸러 내어 깨끗한 물을 만들어 낸다고 한다.

그러나 이러한 역삼투 정수기에도 단점이 있다. 반투막을 통해서 물이 흘러나오는 속도가 매우 느리다는 문제이다. 따라서 역삼투 정수기에는 깨끗한 물을 보관하는 별도의 통이 마련되어 있다.

[네이버 지식백과] 역삼투 정수기 (상위 5%로 가는 화학교실 1, 2008. 1. 4., 스콜라(위즈덤하우스))

참조

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