“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11. 15

송라중학교

(2)

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형 (유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) 프로그램명 전기를 줄이며 우아한 삶을! STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (9) 전기와 자기

[중학교 1~3학년] (22) 에너지 전환과 보존

연계과목

기술 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (4) 기술시스템

[중학교 1~3학년] (10) 환경문제와 지속 가능한 환경 [중학교 1~3학년] (3) 표현

연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 송라중학교 과학 교사 장운래

공동연구원 송라중학교 사회 교사 조진환

공동연구원 송라중학교 기술 교사 황선식

공동연구원 송라중학교 과학 교사 전승철

공동연구원 천마중학교 과학 교사 이신영

공동연구원 인창고등학교 수학 교사 정서영

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 15일

연구책임자 : 장 운 래 (인)

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 3

나. 연구 수행 결과 ··· 3

1) STEAM 수업 평가 방버 개발 ··· 3

2) 적용 성과 ··· 3

4. 결론 및 제언 ··· 4

5. 참고문헌··· 5

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 학생산출물 사진

부록3. 회의록

(5)

1. 요약문

본 STEAM 연구는 Maker교육을 통해 학습자가 지속가능한 인간 삶을 주체가 되어 미래를 준비하는 활동과 더불어 교육과정 정상화를 위한 교과별 관련 내용을 바탕으로 교과연계 융합수업으로 기획되었다. 과학, 사회, 기술가정, 미술 교과별 모듈 형태로 개 발하여 2015교육과정을 기반으로 일반 학교에서 쉽게 적용할 수 있도록 ‘전기를 줄이 며 우아한 삶을!’ 이란 주제로 지구 환경의 변화 따른 인간의 지속한 가능한 삶을 관 련된 교과 원리와 개념을 이해하고 제로에너지 하우스와 친환경 마을을 디자인, 기획 하여 표현하고 발표해 보는 학생활동중심 수업과 과정중심 평가가 이루어지도록 개발 하였다.

2. 서론

가. 연구의 중요성 및 필요성

◦ 2015교육과정에 적용할 수 있는 STEAM교육을 위한 차시대체형 프로그램 개발 ◦ 지속가능성은 현세대와 미래세대의 욕구를 만족시키며 사회적 지속성, 경제적

지속성, 그리고 환경적 지속성이 서로 조화와 균형을 이룰 수 있도록 총체적으 로 고려하고 개발하여 삶의 질 향상과 건강한 삶을 영위하고자 하는 종합적인 접근방식이라고 할 수 있음.(문제현, 2014)

◦ 제4차 산업혁명이 전 세계 과학기술계의 화두로 떠올라 이에 우리 교육계에도 새로운 패러다임이 요구되며, 과거엔 공상과학으로만 치부하던 3D 프린터, 레이 저 커터 등의 제조 기기들은 이미 우리에게 현실이 되어 상상을 펼치면, 마음껏 만들고 사용할 수 있는 시대가 온 것으로 우리 아이들은 혁신과 새로운 아이디 어로 무언가를 만들어내는 사람, 즉 ‘메이커’가 될 것임.(김형준, 2016).

◦ STEAM 교육을 통해 미래세대의 행복한 삶을 위한 미래핵심역량 강화가 필요함.

나. 연구의 목표

◦ 2015교육과정에 적용할 수 있는 STEAM교육을 위한 차시대체형 프로그램 개발 ◦ STEAM 교육을 통해 교과내용 학습의 필요성 인지하고 수업 활동을 통해 실천

적 역량 강화로 교육과정 정상화에 기여함.

◦ 2015교육과정을 기반으로 차시 대체형을 개발하여 일반 학교에서 쉽게 적용할 수 있도록 개발함.

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3. 연구 수행 내용

가. 연구 수행 내용

1) STEAM 프로그램 연구 및 적용 가) 프로그램 개발 중점 사항

- 지속가능한 사회 발전을 주제로 연계된 교과별 내용이 어떻게 적용될 수 있는지 확인하 고 교과에 대한 흥미와 관심을 높이고 미래 사회를 창의적으로 준비하는 메이커교육을 실현하고자 함.

- 교과별로 모듈화된 프로그램을 통해 교과내 STEAM 교육이 가능하도록 교재를 개발하여 일반 학교에서도 쉽게 적용할 수 있도록 함.

- 연구 방향 및 분석 방법에 대한 전문가 협의회 - 과학 교과 및 STEAM 관련 교육과정 문헌연구 - STEAM 프로그램 개발: OECD 핵심역량 요소 반영 - 개발한 STEAM 프로그램을 1학년에 현장 적용

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 전기를 줄이며 우아한 삶을! STEAM 프로그램 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

연계과목

과학 기술 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (10) 환경문제와 지속 가능한 환경 [중학교 1~3학년] (3) 표현

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계

1 3 사회(2) + 기술(1)

2 3 기술(2) + 과학(1)

3 5 과학(4) + 기술(1)

4 5 미술(4) + 사회(1)

개발·적용 16차시 중 16차시 개발 및 적용

나) 프로그램 총괄표

- 교과별로 모듈화된 프로그램을 통해 교과내 STEAM 교육이 가능하도록 교재를 개발하여 일반 학교에서도 쉽게 적용할 수 있도록 함.

- 교과별 단계적 적용 또는 교과내 STEAM 수업이 가능하도록 교과 내에서도 STEAM 규 준틀 적용

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4. 연구 수행 결과

1) STEAM 수업 평가 방법 개발

- 평가와 기록을 연계한 차시별 수업 평가를 고려하여 개발하였으며 적용 시 STEAM수업을 받은 학생의 학교생활기록부에 평가 결과를 기록 예정

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2019.9. 23. ~ 2019.10. 18.

(STEAM 수업)수혜학생 수 송라중학교 260명(중학교 1학년 전교생),

학생 태도검사

사전검사 9월 17일, 1학년 7개학급(210명)

3학년 4개 학급(119명) 실시 완료 사후검사 11월 7일, 1학년 7개학급(210명)

3학년 4개 학급(119명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 11월 7일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2019. 9. 24. 2교시(기술), 3교시(과학) 수업공개

2019. 11. 1. ‘혁신학교 컨퍼런스 내 STEAM 세미나’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

2) 적용 성과

가) 학생 태도검사 결과 ◦ 대상의 선정 이유

- 자유학기가 적용되는 1학년을 대상으로 수학, 과학 교과의 흥미도 및 관심도를 STEAM 프로그램 적용 후 통해 수학, 과학 교과에 대한 긍정적 태도를 확인하고자 함.

- 1학년 학생들은 일제식 지필평가가 없는 학년으로 교과별 과정중심평가가 이루어 짐을 가정하여 STEAM 수업을 통해 자기주도적 문제해결능력, 의사소통능력의 향 상 정도를 확인하고자 함.

◦ 태도 검사 결과 분석

- 사후 설문 결과를 통해 STEAM 수업에 대한 재미와 만족도가 보통 이상이 80%

이상의 결과는 수업에 적극적인 참여하는 태도를 갖게 함.

- 본 STEAM 수업으로 수학과 과학의 내용을 이해하는데 도움이 된 것으로 확인되 었으며, 그로 인해 수학, 과학에 대한 흥미가 높아짐.

- 아이디어표현, 의견 경청, 배려와 같은 상호 관계에 필요한 능력 및 도전의식, 과 제집착력 등 자기주도적 문제해결 능력에 대한 응답률이 긍정적 답변 비율이 높았 음.

3) STEAM 협력 연구 강화 및 확산 실천

- 주기적으로 연구를 위한 협의회 실시 및 워크숍을 통한 교사 전문성 향상 - 10월에 공개 수업을 통해 STAME 교육의 확산

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5. 결론 및 제언

가. 결론

본 연구는 창의성, 문제해결력, 인성을 갖춘 인재양성이 요구되는 우리 사회에서, 이 를 위한 교육과정 정상화를 위한 방안으로 STEAM 프로그램을 개발, 적용함으로써 학 생들에게 필요한 미래 핵심역량을 함양할 수 있도록 중점을 두었다.

STEAM수업을 실시하고 사전과 사후의 결과 비교를 통해서 중학생의 수학 및 과학 적 태도, 창의적사고역량, 의사소통역량에 미치는 효과를 검증해보았다. 분석한 결과 는 다음과 같다.

첫째, 일반학생들에 적용할 수 있는 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 본 프로그 램은 16차시로 구성되었으며, 과학을 중심으로 수학, 기술가정, 미술의 요소를 융합하 였다. 일반학생들의 수준에 맞도록 개발되었으므로, 차시도 많지 않고, 수준도 중학생 을 대상으로 적용할 수 있게 쉽게 개발되었다. 개발된 프로그램 활용을 통해 일반 학 생들의 융합적인 사고능력과 창의력 증진을 통한 자기주도적 학습 능력 향상에 기여할 수 있을 것이라 생각된다.

둘째, STEAM 교육 프로그램 적용 결과, 학생활동중심의 수업을 통해 지루하고 따분 한 수업을 벗어나 활동을 통해 스스로 생각하고 배우는 수업이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. STEAM 수업이후 학생들의 설문 결과는 수업에 대한 재미를 느끼고 적극적 으로 참여함으로써 수업에 대한 만족감을 느끼는 것을 확인할 수 있었다.

셋째, STEAM 교육 프로그램 적용 결과, STEAM 교육 프로그램 적용 결과, 수학, 과 학교과에 흥미와 관심에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 사후 설문 결 과를 통해 과학과 수학의 내용을 첨단제품을 통해 이해함으로써 과학, 수학에 대한 흥 미를 높이고, 과학 수업이 즐거운 시간으로 느껴짐을 확인할 수 있었다.

넷째, STEAM 교육 프로그램 적용 결과, STEAM 관련 자기주도문제해결력, 경청, 존 중, 협력, 배려, 도전의식이 함양되었음을 알 수 있었다. 설문 결과를 통해 60%이상의 학생들이 위와 같은 긍정적인 반응을 보였다. 모둠활동 시 발생하는 모둠원간의 의견 충돌을 경청, 존중, 배려를 통해 해결하고 스스로 문제를 해결하고 끝까지 노력하는 모 습을 보였으며 협력의 중요성을 인지하고 있음을 알 수 있었다.

따라서 우리가 개발한 STEAM 프로그램은 일반 학생들의 STEAM 프로그램을 통해 과학, 수학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 제공하고, 수업에 대한 만족도를 높임으로 써 일반학교 교과 수업시간에 활용할 가치가 높다고 생각한다.

또한 본 연구를 통해 교사연구회에 참여한 교사들은 수업에 대한 고민을 함께 하고 학생들의 배움이 일어날 수 있도록 수업을 구안하고자 노력함으로써 역량을 증진시킬 수 있는 기회가 되었다. 연구회 교사들은 프로그램을 개발을 마치며 다음과 같은 의견 을 나누었다.

첫째, STEAM 프로그램을 개발을 위한 교과 간 연계점을 찾는 노력으로 타교과의 교

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육과정을 분석하고 융합할 수 있는 내용 요소를 확인하는 과정을 통해 타교과에 대한 이해를 높일 수 있었으며, 타교과의 중요성을 인지할 수 있었다.

둘째, 전문 영역이 다른 교사들이 자신의 학문에 대한 태도가 조금씩은 다름을 인정 하고, 교과별 프로그램 개발 시 타교과의 내용 요소 및 지도 주안점을 학생 입장에서 조언해 줌으로써 학생 눈높이 맞는 프로그램을 개발 할 수 있었다.

5. 참고문헌

CT동향; 미디어아트 4. 미디어 파사드, 건축물에 예술을 입히다.

이화결(2009). LED 기반 미디어 아트에 관한 연구, 석사학위 논문, 숭실대학교

김정선(2018). 도시 이미지 개선을 위한 랜드마크 건축물의 미디어파사드 디자인 연구:

세운상가를 대상으로, 석사학위 논문, 이화여자대학교

김강민(2011). 기후변화대응 에너지 자립형 도시의 계획체계의 관한 연구, 석사학위 논 문, 충남대학교

저탄소 녹생성장을 위한 에너지 살림도시 서울 종합계획(2014)

문제현(2014). 지속가능한 주거단지 개발의 구현 방법론에 관한 연구-유럽의 대도시 인 근 지역 사례를 중심으로-, 석사학위 논문, 단국대학교

한국실내디자인학회(2014). 미래환경디자인 STEAM 스쿨 제로에너지 주택디자인 장성익, 내 이름은 공동체입니다. 풀빛 출판사

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(프로그램명) 전기를 줄이며 우아한 삶을! STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/16

(사회)

[9사(지리)06-03] 지속가능한 자원의 개발 사례를 조사하고, 그것의 긍 정적･부정적 효과를 평가한다.

기술)

[중학교 1~3학년] (4) 기술시스템 (미술)

[중학교 1~3학년] (3) 표현

2 4~6/16

(기술)

[9기가04-13] 신․재생 에너지의 활용을 이해하고 신․재생 에너지 개발 의 중요성을 인식하여, 효율적인 에너지 이용 방안을 제안한다.

[9기가04-07] 건설 기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적 으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

(과학)

3 7~11/16

(과학)

[9과09-02] 전기 회로에서 전지의 전압이 전자를 지속적으로 이동하게 하여 전류를 형성함을 모형으로 설명할 수 있다.

[9과09-03] 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 실험을 통해 이해하고, 일 상생활에서 저항의 직렬연결과 병렬연결의 쓰임새를 조사하여 비교할 수 있다

[9과22-03] 가정에서 전기 에너지가 다양한 형태의 에너지로 전환되는 예를 들고, 이를 소비 전력과 관련지어 설명할 수 있다.

(기술)

4 12~16/16

(미술)

[9미02-06] 표현주제와 의도에 적합한 표현 매체를 선택하여 활용할 수 있다.

(기술)

[중학교 1~3학년] (4) 기술시스템 (사회)

[중학교 1~3학년] (10) 환경 문제와 지속 가능한 환경

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2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~3 /16

주제(단원)명 지속가능한 자원의 필요성을 알고 토의하기

사회교과를 중심으로 기존 석유와 석탄 에너지의 문제점을 살펴보고, 지속가능한 자원(풍력, 태양광, 바이오, 조열 발전)와 의미와 필요성을 파악하고, 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 파악해 토의해 본다.

지구온난화로 인해 국가를 불문하여 나타나는 문제에 공감하고 지속가능한 자원의 필요성을 인식함 ^Co

지속가능한 자원을 발전시킨 해외 사례와 국내 사례를 모둠 별로 조사해보기 ^CD

지속가능한 자원의 긍정적 영향과 부정적 영향을 신문을 통해 파악하고, 요약하여 모둠별로 피라미드 토의해보기 ^Co

모아진 의견을 정리하고 발표하기 ^ET

4~6 /16

주제(단원)명 전기에너지를 절약하는 제로에너지하우스 설계하기

기술교과를 중심으로 전기에너지의 중요성을 인식하고 인간이 주로 생활하는 건축구조물에서 에너지를 절약하는 방안을 찾아 적용시켜 보도록 한다.

- 블랙아웃과 인간생활에 미치는 영향은? ^Co - 창의적으로 제로에너지 하우스 설계하기^CD

- 모둠별 설계한 제로에너지 하우스 조감도 발표 및 평가 ^ET

7~11 /16

주제(단원)명 우리집에서 사라지는 전기에너지를 잡아라

과학교과를 중심으로 기술교과에서 진행된 학생활동자료를 연계하여 가정에서 소비되는 전기 에너지의 양을 구해보고, 전기에너지 절약의 필요성을 생각해 본다.

Co 우리집에서 사라지는 전기에너지는 얼마나 되며 어디로 사라지는 걸까?

CD 회로 구성 및 전류 전압 측정하기

– 기술교과 시간에 제작한 제로에너지하우스에 배치한 전자 제품 연결 회로 그리기 – 클레이와 LED를 사용한 간단한 회로 구성하고 전류, 전압 측정하기

ET 전력량 및 전기요금 계산하기

– 기술교과 시간에 제작한 제로에너지하우스에 배치한 전자 제품이 소비하는 전력량과 전기 요금 계산하기

– 제로에너지 하우스에서 사용되는 전력량과 전기요금을 바탕으로 전기에너지 절약 방안 조 사하기

12~16 /16

주제(단원)명 에너지자립 도시의 대표하는 미디어파사드로 표현하기

미술교과를 중심으로 인간과 자연이 공존할 수 있는 에너지자립 도시 디자인해보고, 에너지자 립도시의 홍보하는 미디어파사드를 제작해 본다.

- 세계의 에너지자립도시를 소개 및 지구를 지키기 위해 지구적 노력이 필요함을 인식 ^Co - 에너지자립도시의 구성 요소를 이해하고 모둠별로 도시 설계하기 ^CD

- 도시의 랜드마크에서 활용되는 미디어파사드를 제시하여 도전의 고취 ^Co

- 모둠별로 랜드마크에 적용할 LED 미이어파사드를 디자인하고 모형으로 제작^CD - 미디어파사드 모형을 모둠별로 발표 ^ET

발표와 동시에 모둠별 평가 실시 자기평과와 함께 소감 말하기

(12)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 사회 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 환경문제와 지속가능한 환경

2015 [9사(지리)06-03] 지속가능한 자원의 개발 사례를 조사하고, 그것의 긍정적･부정 적 효과를 평가한다.

주제(단원)명 괜찮지 않아도 괜찮아.

지구의 대안! 지속가능한 자원. 차시 1~3/16

학습목표

1. 지구온난화로 인한 지구적 피해 상황을 살펴보고, 대안으로 등장한 지속가능한 자원의 필요성과 다양한 사례를 조사할 수 있다.

2. 지속가능한 자원의 효과와 부작용을 다각적으로 평가할 수 있다.

3. 세계 여러 도시의 삶의 질을 분석한 후, 살기 좋은 도시의 특징을 나열할 수 있다.

연계과목 기술, 과학 연계과목

STEAM 요소

S 전기에너지의 활용을 수치적으로 계산하여 실생활에 적용

T 전기에너지의 절약 및 생산까지도 고려하는 제로에너지 하우스의 설계 E

A 인간의 삶에서 에너지 사용을 줄임으로써 지속가능발전의 의미를 확인 M

개발 의도

지구온난화, 환경오염 문제와 자원의 고갈이 큰 문제로 인식됨에 따라 다양한 대체에너지 가 각광을 받고 있다. 학생들이 이러한 인식 속에서 지속가능한 자원은 무엇이며 이에 따 른 긍정적 영향과 부정적 영향을 생각해보고, 새로운 기술을 활용하여 자신만의 도시를 만들어봄으로써 비판적 사고능력과 창의적 사고능력을 키울 수 있는 수업을 개발하고자 함.

- 지구온난화로 인해 국가를 불문하여 나타나는 문제에 공감하고 지속가능한 자원의 필요성을 인식하 하고 공감함으로써 시작한다. 지속가능한 자원을 발전시킨 해외 사례와 국내 사례를 모둠 별로 조사 해보기 지속가능한 자원의 긍정적 영향과 부정적 영향을 신문을 통해 파악하고, 요약하여 모둠별로 피라미드 토의해보며, 모아진 의견을 정리하고 발표하기

1 차시: 집단 탐구학습(GI 모형) 통하여 학생들이 지속가능한 자원의 의미와 자원의 종류에 대해 조사활동 및 다양한 국내외 사례를 조사한다.

2 차시: 피라미드 토의! 지속가능한 자원의 긍정적, 부정적 효과를 제시된 뉴스 기사를 요약하며, 다양한 자료를 수집하고 분석하여 토론할 수 있다.

3 차시: 대체에너지를 활용한 여러 도시의 사례를 분석하고, 나만의 도시 만들기( 살기 좋은 도시가 갖추어야할 기준을 제시하고 나만의 도시를 건설하기 위한 제안을 해본다)

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

괜찮지 않아도-> 기존 석유와 석탄 자원의 문제로 인해 나타나는 환경오염 문제

괜찮아-> 지속가능한 자원이 필요한 이유!

창 의 적 설 계

창의적 설계

지속가능한 자원을 활용한 에너지 자립 도시를 만들어보기

감 성 적 체 험 지속가능한 자원의

종류와 국내외의 개발사례를 조사하고 긍정적인 효과와 부정적인 효과에 관해 토의하기!

감성적 체험

(13)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

■ 사라진 북극의 얼음- 굶어 죽은 북극곰을 시청하기

■ 읽은 책 확인하기!- 우리의 섬 투발루 (동화) - 전체 읽기를 한 내용의 요약을 함께 확인하기

■ 북극곰 또는 투발루에 사는 중학생이 되어 전 세계에 알리는 편지 써보기.

■ 에너지의 날의 기원과 실천을 알아보기

■ 기존 석탄, 석유 에너지의 문제는 무엇일까? 짝과 함께 토의해보기.

영상-ppt 학습지

전개 (30 분)

■ 모둠 탐구학습 절차의 안내 - 역할 분담 및 탐구주제 선정 - 발표준비

■상황제시

- 지속가능한 자원이 필요한 이유와 에너지 절약 마을의 필요성

■ 모둠 탐구학습

1)지속가능한 자원 개념 익히기

- 의미: 환경에 영향을 적게 주면서 자원의 낭비를 최소한으로 하는 자원 - 종류: 태양광, 풍력, 조력, 지열, 바이오 에너지

2)해외사례 살펴보기 - 태양광 발전소(미국 사례) - 지열 발전(뉴질랜드 사례) - 바이오 에너지(독일 사례 - 풍력 발전(덴마크 사례) 3)국내사례 살펴보기 - 태양광 발전(신안 사례) - 지열 발전(포항 사례) - 조력 발전(시화호 사례)

■발표준비 및 결과물 올리기

모둠탐구학 습 학습지 스마트폰 클 래 스 룸 가입

정리 (10 분)

■ 엘리베이터 스피치

- 결과물을 모둠에서 발표자가 1 분으로 스피치 하여 모둠별 발표하고 공유

■ 발표 피드백 제공(교사)

■ 모둠 평가 및 자기 평가

자 기 평 가 및 동료평 가지

(14)

중심과목 기술·가정 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

영역

[중학교 1~3 학년] (4) 기술시스템 ^중심과목 성취기준

[9기가04-13]

신․재생 에너지의 활용을 이해하고 신․재생 에너지 개발의 중요성을 인식하여, 효율적인 에너지 이용 방안을 제안한다.

[9기가04-07]

건설 기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

주제(단원)명 우리집!

전기에너지 제로에 도전하다 차시 1~3/16

학습목표 1. 신재생에너지의 종류 및 특징을 설명할 수 있다.

2. 전기에너지를 절약할 있는 방법을 건축물에 적용할 수 있다.

연계과목 사회, 과학, 미술 연계과목

[중학교 1~3학년] (10) 환경 문제와 지속 가능한 환경

[중학교 1~3학년] (3) 표현

STEAM 요소

개발 의도 건축물에서 사용하는 전기에너지 뿐만 아니라 에너지 소비를 줄일 수 있는 제로에너지 하우스를 패시브하우스 및 액티브하우스 요소를 반영하여 설계하도록 함.

우리나라에서 사용하는 에너지 소비량 중 건축물에서 쓰는 전기의 양은 74%, 원자재의 40%, 모든 물의 9%를 사용하는 등 국가에너지 전체의 36%를 사용하고 있다. 이에 학생들이 주로 생활하는 가정, 및 학교, 건물에서 에너지(특히 전기에너지)의 사용을 줄일 수 있는 제로에너지 건축물을 학생들이 디자인 해보도록 한다. 이러한 창의적문제해결 과정을 통해, 지속가능한 환경에 대한 의식 고취 및 주택 내 에너지 절약 방안을 실천할 수 있도록 한다.

상황 제시

블랙아웃 도시와 가정 생활을 예상하도록

하여 전기에너지 절약하는 생활의

중요성 인식 창 의 적 설 계

모둠별 설계한 제로에너지 하우스

조감도를 발표

감 성 적 체 험 신재생에너지와 관련지어

Pasive 요소 및 Active 요소를 건축 디자인에 적용하여 설계

감성적 체험

(15)

학습

및 유의점 도입

(10 분)

Co 블랙아웃된 도시의 모습을 영상으로 보여주어 전기에너지의 소중함을 깨닫고, 전기에너지의 사용을 줄일 수 있는 방법을 고민하도록 한다.

동영상

Tip!

전개 ( 115 분)

 

CD 모둠별로 제로에너지 하우스 모델 설계하기

- 가정에서 사용하는 제품 중 전기에너지를 사용하는 목록을 적어본다.

- 제로에너지하우스의 개념을 이해하도록 정보 검색을 통해 관련 개념을 정리한 다.

Active 요소: 건물의 형상, 각 실의 배치, 외피의 단열, 창면적비, 차양, 고성능 단열재, Low-e 유리 창호, 이중외피 공법

Passive 요소: 고효율 보일러, 고효율 냉동기, 빙축열 시스템, 외기냉방 시스템, 가변 풍량 방식 시스템, 열교환기, 고효율 송풍기, 고효율 펌프, 배관거리 최소화, 고효율 조명기기

CD 제로에너지 하우스 구성 요소 적용 하기 활동 1

∘ 모둠별 제로에너지하우스 설계 프로젝트 콘셉트 설정하기 - 도시 유형, 대상, 장소를 고

∘ 제로에너지 하우스에 영향을 주는 요소를 확인하기 - 열환경, 빛환경, 공기환경, 전기에너지환경

활동 2

∘ 제로에너지 하우스 디자인에 Passive 요소 확인 및 적용 모델 스케치하기 - 주택의 방향, 차양, 단열 및 기타 요소 적용

활동 3

∘ 제로에너지 하우스 디자인에 Active 요소 확인 및 적용 모델 스케치하기 - 풍력, 태양광, 태양열, 지열 등 신재생에너지 적용

활동 4

∘제로에너지 하우스 평면도에 Acive 요소인 고휴율 전자제품 배치하기 - 1층 평면도 그린 후 전자제품(LED 조명 포함) 배치

- 2층 평면도 그린 후 전자제품(LED 조명 포함) 배치

CD 제로에너지 하우스 개념도 모형 스케치하기

ET 모둠별로 설계한 제로하우스 모델을 홍보하는 우드락 판넬을 제작하기 - 모델하우스 명, 주요 기능, 결론

- 공간계획

- 적용한 Active 요소 or Passive 요소 위 사항을 제시하여 홍보할 수 있도록 한다.

ET 제로하우스 홍보 판넬을 발표하고 모둠별 감상

Tip!

친환경건축, 제로에너지하 우스의 기준과 대체에너지의 종류와 특징을 실제 사례를 들어 예시로 보여주도록 한다.

정리 ( 10 분)

ET

- 지속가능한 지구환경을 위해 제로에너지 주택디자인이 필요하고, 이를 통해 지 구환경을 개선시킬 수 있음을 인식한다.

- 모둠별 발표 평가를 통해 다양한 제로에너지 주택디자인의 방법에 대해 이해하 고, 앞으로 나의 진로와 사회적 역할에 대해 고민해 본다.

Tip!

(16)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

영역

[9과09-02] 전기 회로에서 전지의 전압이 전자를 지속적으로 이동하게 하여 전류를 형성함을 모형 으로 설명할 수 있다.

[9과09-03] 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 실험을 통해 이해하고, 일상생활에서 저항의 직렬연결과 병렬연결의 쓰임새를 조사하여 비교할 수 있다

[9과22-03] 가정에서 전기 에너지가 다양한 형태 의 에너지로 전환되는 예를 들고, 이를 소비 전력과 관련지어 설명할 수 있다.

주제(단원)명 우리집에서 사라지는 전기에너지를

잡아라 차시 7~11/16

학습목표

1. 저항, 전류, 전압의 개념을 알고, 간단한 회로를 구성하여 저항의 직렬연결과 병렬연결의 특징을 설명할 수 있다.

2. 가정에서 전기 에너지가 다양한 형태의 에너지로 전환되어 사용되고 있음을 알고 전자제품의 소비 전력을 계산할 수 있다.

연계과목 기술, 미술, 사회 연계과목

[중학교 1~3학년] (4) 기술시스템 [중학교 1~3학년] (10) 환경 문제와 지속 가능한 환경

[중학교 1~3학년] (3) 표현

STEAM 요소

개발 의도

전기에너지가 다른 에너지로 전환됨을 이해하고, 간단한 회로를 구성하고 전력량과 전기 요금을 계산해 봄으로써 우리 삶에서 소비하고 있는 전기에너지의 양을 체감하고 전기에 너지 절약의 필요성에 대해 생각할 수 있도록 함.

현대사회에서 보다 편리하고 효율적인 삶을 위해 꼭 필요한 에너지가 전기에너지이고, 전기에너지는 여러 가지 다양한 에너지로 전환되며 우리의 삶을 편리하게 해주고 있다. 과학기술의 발달과 전자제품 의 증가로 전기에너지의 사용량은 꾸준히 증가하고 있다. 하지만 이처럼 편리하게 사용할 수 있는 전 기에너지를 얼마나 사용하고 있는지 인식하지 못하고 무심코 낭비하는 경우가 많다. 이에 우리가 가정 에서 사용하는 전기에너지의 양이 얼마나 되는지 살펴보고, 전기요금을 계산해보며 보다 효율적으로 전기에너지의 사용량을 아낄 수 있는 방안을 고민해 볼 수 있도록 한다.

상황 제시

무분별한 전기에너지 사용의 문제점을 인식하고 가정에서 전기에너지 절약의

필요성을 인식 창 의 적 설 계

모둠별 전자제품 사용에 따른 전력량

및 전기요금을 게시하고 가정에서 전기에너지를 절약할 수 있는 방안 조사 및

발표

감 성 적 체 험 에너지제로하우스에 설치한 전자

제품을 연결한 회로를 연결하고, 가전제품의 종류, 수량, 소비전 력, 사용시간을 고려하여 전력량 과 전기요금 계산

감성적 체험

(17)

학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 가정에서 사용하는 전기에너지를 무분별하게 소비하고 있는 동영상을 보여주며 전기에너지가 얼마나 소비되고 있는지 생각해봄

-전기 낭비 그거아세요?

-이광수 전기절약 캠페인

동영상

Tip!

전개 (75 분)

CD 전기 에너지는 어떻게 얻을 수 있을까?

- 사회 교과에서 미리 언급된 여러 가지 발전 방법(지열, 풍력, 태양열, 태양광, 화 력 등)을 학습지에 적어보고, 각각의 발전 과정에서 에너지 전환 과정 알아보기 - 기술 교과에서 설계한 에너지제로하우스에 배치한 전기 제품의 목록을 적고, 가정 에서 사용하는 전기 제품에서 에너지 전환 과정을 이해한다.

CD 전기 회로 구성 및 전압 전류 측정해보기

- LED 2개를 직렬로 연결한 회로와 병렬로 연결한 회로를 스케치한다.

- 클레이와 LED를 사용하여 창의적으로 디자인해보기 - 각각의 LED에 걸리는 전압과 전류를 측정하기

- 각각의 회로에서 LED 한 개의 연결을 끊었을 경우 다른 LED에 불이 들어오는 지 확인하기

CD 기술교과에서 설계한 에너지제로하우스의 전자 제품을 병렬 회로로 연결하기

Tip!

사회 및 교과 의 활동과 연 계하여 생각할 수 있도록 안 내한다.

Tip! 신 재 생 에너지의 종류 에 대해 설명 한다.

Tip! 간 단 한 회로의 예시를 참고할 수 있 도록 제시하 고, 전류계와 전압계 사용법 및 주의사항을 동영상을 활용 하여 충분히 설명한다.

Tip! 최 대 한 간단히 회로를 구성할 수 있 도록 하고 병 렬 연결 예시 를 제시하여 이해를 돕는 다.

정리 (10 분)

ET 고효율 전자 제품을 사용하는 이유와 병렬 회로로 연결하는 이유는?

- 기술교과에서 에너지제로하우스 설계에 고효율 전자 제품을 사용해야 하는 이유 에 대해 토의하고 발표하기

- 가정에서 전자 제품을 병렬로 연결하는 이유 정리하고 발표하기

(18)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 전기에너지 사용량과 전기요금계산 방법에 대한 궁금증을 유도한다.

- 폭염과 관련된 에어컨 사용과 전기요금 폭탄에 관한 뉴스를 시청 - 전기요금 고지서 알아보기

동영상

전개 (65 분)

CD 우리가 소비하는 전기에너지는 얼마나 될까?

- 전자 제품 품질표시 스티커를 보여주며 일반적으로 가정에서 사용하는 몇 가지 전자 제품의 소비전력에 대해 간단히 조사해보기

- 전기 제품별 소비전력 참고 자료를 참고하여 제품별 소비전력 기록하기

- 전기 제품의 목록과 전기 제품의 대수, 월 평균 사용시간에 대해 토의하고 기록하 기

- 월 평균 전력량 계산하기 - 전기요금 계산 방법 조사하기

- 월 평균 전력량에 따른 전기요금 계산하기 - 모둠별 월평균 전력량 및 전기요금 기록하기

CD 전기에너지를 절약할 수 있는 방안은?

-에너지제로하우스에 필요한 친환경발전기 규모 조사하기 - 모둠별로 전기에너지를 절약할 수 있는 방안에 대해 조사하기

Tip!

소 비 전 력 및 전력량 을 계산하 는 방법을 설명한다.

Tip! 기술교

과와 연계 하여 활동 할 수 있도 록 안내한 다.

정리 (15 분)

ET 우리집 전기요금은?

- 모둠별 전력량과 전기요금 발표 -전기에너지 절약 방안 발표

(19)

중심과목 미술 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

영역

[중학교] (3) 표현 중심과목

성취기준

2009 미9221-2. 새로운 표현 방법과 매체를 활용하여 표현할 수 있다.

2015 [9미02-06] 표현

주제와 의도에 적합한 표현 매체를 선 택하여 활용할 수 있다.

주제(단원)명 도시의 랜드마크! 미디어파사드에

도전하다. 차시 12~16/16

학습목표 1. 인간과 자연이 공존하는 에너지자립 도시를 디자인할 수 있다.

2. 미디어파사드 디자인을 통해 도시의 랜드마크를 효과적으로 표현할 수 있다.

연계과목 기술, 사회 연계과목

[중학교 1~3학년] (4) 기술시스템 [중학교 1~3학년] (10) 환경 문제와 지속 가능한 환경

STEAM 요소

개발 의도

인간의 생활환경을 쾌적하고 아름답게 만드는 환경디자인을 이해하고 에너지자립도시를 디자인하의 도시의 랜드마크 건축물에 미디이파사드를 적용함으로써 공공미술에 LED 라는 새로운 표현 매체를 활용하여 표현할 수 있도록 함.

세계화와 도시호, 제족업 쇠퇴 국면 속에서 도시 정부가 중심이 되어 자본 유치 및 방문객의 유치 등 을 도시의 공간을 판매하고 있다. 다른 도시와는 차별화되는 이미지, 도시 정체성을 구축하는 일이 지 속가능한 발전을 위해 도시의 경쟁력이 되었으며 이를 위해 랜드마크 건축물 건설하고 있다. 미디어파 사드 디자인하기는 랜드마크로서 특성을 살리는 요소로서 고효율 LED 를 이용하여 공공미술로서의 기 능과 원리를 적용하여 학생들이 창의성을 표현하도록 하는데 목적이 있다.

상황 제시

도시의 랜드마크란?

롯데월드타워의 미디어파사드를 제시하여 도전의식

고취

창 의 적 설 계

A1 우드락에 제작한 미디어파사드를 발표

감 성 적 체 험 모둠별로 LED 를 활용하여

미디어파사드 디자인하기

감성적 체험

(20)

학습

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 동기유발

- 다양한 친환경 도시의 예시를 감상하고 에너절약도시가 가져야 할 특징을 관해 생각 해본다.

- 프라이부르크 보봉 거주단지(독일), 그리니치 밀레니엄 빌리지(영국), 하마비 허스타드 주거단지(스웨덴)

동영상

Tip!

전개 (185 분)

CD

○ 활동 1 : 모둠별로 친환경 에너지자립 도시의 기본 콘셉트를 토론을 통해 결정한다.

- 모둠별로 도시의 에너지 문제, 환경 파괴, 대기 및 수질 오염등의 문제를 해결하기 위 한 요소들을 찾아 본다.

- 에너지자립을 통한 환경친화적인 자연 순환성 생태 도시, 시민의 편의와 인구 및 교통 계획 등을 고려하여 지속 가능한 도시를 디자인해 본다.

○ 활동 2 : 에너지자립 도시의 상징으로 미디어파사드를 판넬에 표현한다.

- 모둠별로 디자인한 에너지자립 도시에 랜드마크가 될 미디어파사드의 콘셉트를 토론 을 통해 결정한다.

- 에너지자립도시의 이미지, 위치, 시민의 안전성 등을 고려

- 에너지자립도시의 랜드마크가 될 수 있도록 미디어파사드 디자인을 스케치한다.

- 고효율 LED를 이용하여 미디어파사드를 표현하기 위해 LED위치에 점(Red, Blue, Green, White)을 찍는다.

- PPT를 통해 고효율LED를 활용한 미디어파사드를 우르락 판넬에 제작순서에 따라 제작 한다.

- 모둠별로 주어진 재료를 활용하여 판넬 제작 후 작동 확인한다.

Tip!

정리 ( 30 분)

ET

○ 완성된 미디어 파사드를 발표하고 평가한다.

- 모둠별로 제작한 미디어파사드의 콘셉트와 결과물을 발표하고 다른 모둠의 결과물을 평가해 본다.

- 자기평가를 통해 이번 차시에서 참여도, 태도 등을 성찰한다.

Tip!

(21)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1-3/ 16

굶어 죽은 북극곰. 뼈만 앙상하게 남아 있는 모습입니다. 지구온난화, 지구가 더워지면서 작년까지 33년 동안, 북극해의 얼음 절반이 녹아 없어졌습니다. 북극에서 얼음이 사라지면서, 얼음에서 나고 자라고 먹이를 쫓는 북극곰들도 사라지고 있습니다.

지구온난화로 가라앉는 섬들.. 태평양의 키리바시나 투발루 나우루, 인도양의 몰디브 같은 산호초 섬으로 이루어진 도서 국가들은 이미 나라 전체가 바다에 잠길 위기에 처해 있습니다. 지구 온난화에 따른 해수면 상승이 큰 원인이다. 섬나라 외에도 ‘물의 도시’로 불리는 이탈리아 베네치아를 비롯해 나이지리아 라고스, 방글라데시 다카 등 아프리카와 아시아의 해변에 위치한 많은 대도시들이 수몰 위기에 놓여 있습니다. 도대 체 이들에게 어떤 일이 일어난 걸까?

♠ 사라진 북극의 얼음-굶어죽은 북금곰 (https://www.youtube.com/watch?v=PhTXENCAkSQ)영상과 우리의 섬 투발루의 내용을 요약해보고 이 둘의 공통적인 내용은 무엇인지 써보자.

매체 내용 요약

♠ 다음의 조건에 맞추어 전 세계 사람들에게 편지를 써봅시다.

조건 1. 북극곰 또는 투발루에 사는 중학생을 가정해서 편지쓰기 2. 자신이 겪는 위기의 원인을 설명해보기

3. 자신이 느끼는 감정을 표현해보고, 어떠한 방법으로 자신을 도와줄 수 있는지 구체적으로 밝히기.

<예시>

안녕하세요. 저는 (북극곰 입니다./ 투발루에 사는 중학생입니다.)

저는 지금 엄청난 위기에 처해있습니다. 제가 겪는 위기는 ( )이며 이러한 위기의 원인은 ( ) 때문입니다. 저는 ( )한 마음으로 편지를 씁니다.

저를 ( )하는 방법으로 도와줄 수 있습니다. 긴급sos입니다. 저를 제발 도와주 세요.

(22)

♠ 짝과 함께 뉴스기사 또는 교과서를 활용하여 기존 발전의 문제점을 적어보자.

기존 발전 문제점

나

화력발전 원자력발전

짝

화력발전 원자력발전

♠ 000의 날!

캠페인 광고 초성 힌트 제공!

‘불을 끄고 별을 켜다’는 000의 날의 핵심 문구입니다.

8월 22일인 000의 날은 000의 중요성과 화석연료의 과다한 사용으로 인한 지구온난화 문제 등에 대한 인 식을 제고시키고 전 국민이 000 절약에 동참하자는 취 지에서 제정되었습니다.

1. 공통된 000에 들어갈 단어는 무엇일까요?

2. 왜 <불을 끄고 별을 켜다>는 표현을 사용했을까요?

♠ 지속가능한 자원이란? 자원의 종류는?

지속가능한 자원 내가

생각하는 의미

지속가능한 자원이란,

교과서적 의미

필요성

자원의 종류

(23)

♠ 교과서(p.117)를 참고하여 신재생에너지와 관련된 모둠탐구학습(사례와 입지에 유리한 조건을 살 펴보기)으로 조사해봅시다.

해외파 모둠원

이름 자원의 원리 개발 국가 개발에 유리한 조건 태양광

발전

지열발전

풍력발전

바이오 에너지

국내파 모둠원 이름 개발 지역 개발에 유리한 조건

태양광 발전

지열발전

풍력발전

♠ 내가 생각한 (엉뚱하지만 가능할 것 같은) 지속가능한 자원은 무엇이 있나요? (예_개똥, 들숨과 날숨, 사람들이 운동하여 만든 에너지 등) 참고:

♠ 오늘 배운 내용에 대하여 1줄로 요약하여 작성해보자.

(24)

차시 2/ 16

정부조사단 "포항지진, 지열발전소가 촉발"…'인재' 결론 인근에서 시험 운영중이던 지열발전소 가 지진을 유발했다는 주장은 지진 직후부터 나왔습니다.정부조사단은 지열발전이 지진을 직접 유발한 것은 아니지만 간접적으로 촉발했다는 표현을 썼습니다. -[JTBC] 입력 2019-03-20일자

♠포항지진이 발생된 원인(자연재해인지와 인재의 여부)은 무엇인지 적어봅시다.

♠뉴스 기사의 내용을 읽고 지열발전소가 왜 포항지진을 간접적으로 촉발했는지 찾아봅시다.

(25)

♠ 모르는 용어와 뜻을 찾아보기

뜻을 잘 모르는 용어 뜻

예) 한센인 나병(문둥병)에 걸린 사람

(26)

♠ 2줄로 요약해보기

♠ 모르는 용어와 뜻을 찾아보기

뜻을 잘 모르는 용어 뜻

예) 임야 숲과 들

♠ 2줄로 요약해보기

(27)

♠ 태양광 발전 외에도 지속가능한 자원(신재생에너지)에 대한 반대되는 의견을 지닌 기사를 찾아봅 시다.

1. 뉴스 기사 제목:

2. 뉴스 기사 제목:

♠ 두 기사를 읽고 난 후 지속가능한 자원에 대한 나의 생각을 정리해보세요.

생각 나누기

♠<피라미드식 토의 진행하기>

-1인당 의견 3개씩 메모지(포스트잇)에 적기

-짝과 함께 6개의 의견을 토의하여 3개의 의견으로 모으기 -4명, 8명 이런 식으로 토의하면서 3개의 의견을 모으기 -최종 3개를 발표함.

주제 지속가능한 자원의 빛과 그림자

토론대상 선택한 의견 근거

난 이렇게 생각해

짝과 결정한 의견

우리 모둠의 선택의견

(28)

♠자기 평가 및 모둠 평가를 평가해 봅시다.

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가 나의 역할은 무엇이었나요?

적극적으로 활동에 참여하였나요?

모둠 동료평가

모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?

모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?

다른 모둠과의 토의 결과

우리 반 전체선택결과를

종합하기

(29)

차시 3/ 16

여러분이 살고 싶은 도시는 어디인가요? 살고 싶은 도시가 되려면 어떠한 조건을 갖추어야 할 까요? 역세권, 맥세권이라는 말을 들어보았나요? 역세권은 부동산가격을 결정한다는 말은 어떤 뜻일까요? 역세권은 지하철을 중심으로 500m 반경 내외의 지역으로, 도보로는 5~10분 안팎인 지역을 말합니다. 맥세권은 지하철이라는 단어를 맥도날드로 바꾸면 됩니다.

♠ 세계도시경제순위와 세계 살기 좋은 도시의 순위가 일치한가요? 일치하지 않는다면, 그 이유는 무엇일까요?

♠ 세계 살기 좋은 도시 항목을 여러분이 정할 수 있다면 어떤 기준으로 평가할지 적어봅시다.

♠ 세계 살기 좋은 도시 10위권에 드는 도시를 많이 보유하고 있는 국가는 호주(4개 도시)와 캐나 다(3개 도시)입니다. 이유가 무엇일지를 조사하고 적어봅시다.

자료1 세계도시경제순위 자료2 세계 살기좋은 도시

(30)

♠ 다음 (가)의 00도시의 밑줄 친 문제를 해결하기 위한 해결방안을 (나)를 참고하여 적어봅시다.

(가)가상의 도시 00도시는 많은 문제점을 가지고 있어서 살고 싶지 않은 도시에 꼽힌다. 급 속한 인구증가와 환경오염, 교통 체증으로 심각한 위기에 처해있다. 특히 급속한 인구증가와 반려견의 증가로 개똥도시라는 오명을 쓰고 있다. 전국적으로 다른 도시에 비해 강아지를 많 이 키우지만 똥이 도시 곳곳에 버려져 있다. 또한 음식물쓰레기가 넘쳐나 해결방안을 찾지 못하고 있다. 어떠한 방법으로 도시를 살기 좋게 바꿀 것인가?

(나)평소 하찮게 여겼는데 필요해서 찾으니 없다는 의미로 '개똥도 약에 쓰려면 없다'는 말을 사용합니다. 그런데 '개똥'이 이런 취급을 받아도 될까요? 요즘 개똥은 가로등의 불빛을 밝히 는 원료가 됩니다. 영국의 발명가 브라이언 하퍼는 개똥을 원료로 생산한 전기로 가로등을 밝힐 수 있는 발전기를 개발했습니다. 주민들은 개똥을 공원에 비치된 특수 미생물분해 수거 봉지에 담아 발전기에 넣은 후 개똥을 부수는 분쇄기를 돌려줍니다. 그렇게 개똥을 분쇄해두 면 메탄 압축기와 무산소 박테리아가 개똥을 분해해 고화력 에너지인 메탄가스를 생산합니 다. 메탄가스는 연결된 튜브를 타고 램프로 올라가 가로등을 밝힙니다. 동도 유기물인 개똥 이 밀폐형 탱크에 모이면 미생물의 분해작용을 거쳐 유기산이 만들어지고, 이것을 다시 한 번 발효시키면 메탄가스 등의 기체가 발생합니다. 이 기체혼합물이 전기를 만드는 원료가 되 는 것입니다. 두 곳의 공원에 설치된 개똥발전기는 10봉지의 개똥으로 2시간 정도 가로등을 켤 수 있다고 합니다.

<해결방안>

♠다음의 글을 읽고 빈칸에 알맞은 답을 적어보자.

국내에서 연간 배출되는 유기물 폐자원은 6000만톤입니다. 이 자원을 활용해 2009년부터 국 립축산과학원 바이오가스 생산시설에서 하루 10톤의 가축 분뇨로 300㎾의 전기를 생산하고 있습니다. 또 가축분뇨와 음식물 쓰레기 등에서 전기와 가스를 생산·판매하고 있고, 자체 생산 한 에너지로 에너지 자립마을도 운영되고 있습니다. 세상에서 가장 쓸모 없는 것으로 취급받 던 개똥도 귀한 에너지로 변신하는 시대입니다.

1. 다음 글이 말하는 전기를 생산하는 발전은 어떤 발전인가요?

2. 우리나라가 하고 있는 노력을 글에서 찾아봅시다.

3. 에너지 자립마을이란?

4. 기사를 통해 에너지 자립 마을의 사례를 찾아봅시다.

(31)

차시 4~6/16

전기에너지가 없다면 빵을 굽는 토스터나 전기난로처럼 열을 이용하는 전기 기구에는 전열선을 사용한다. 도선을 통해 흐르는 전류는 열을 발생시키거나 전동기를 움직이는 일을 할 수 있는데, 이와 같이 전기가 일을 할 수 있는 능력을 전기 에너지라고 한다.

만약 이 세상에서 전기 에너지가 사라진다면 어떻게 될까? 좀 과장하여 말한다면 우리 사회가 거의 마비되다시피 할 것이다. 일단 밤이면 암흑 세계로 변할 것이며, 텔레비전이나 라디오는 물 론 컴퓨터나 휴대 전화 같은 것도 사용하지 못할 테니 모든 정보가 막힐 것이다. 각 가정에서 사 용하는 전자 제품은 물론 공장의 기계들도 모두 작동을 멈출 것이다.

♠ 우리집에 전기에너지가 끊긴다면 어떤 일이 벌어질까요?

♠ 가정에서 사용하는 제품 중 전기에너지는 사용하는 것을 모두 적어보세요.

전기용품 거실 침실

♠ 가정에서 수많은 전기를 제품을 이용하고 있지만 전기를 공급해주는 발전소의 증설은 한계가 있 습니다. 또한 석탄을 이용한 화력발전은 미세먼지를 발생시키고, 원자력발전은 후쿠시마원자력발 전 사고에 볼 수 있듯 인류에게 큰 위협이 될 수 있기에 점차 줄이고 있는 추세입니다. 해가 갈 수록 더워지는 여름에 전기 걱정 없이 생활할 수 있는 방법은 없을까요?

제로에너지 하우스

전 세계 에너지 소비의 80% 이상이 석탄, 석유 등 화석 에너지에 의지하고 있습니다. 화석 에너지는 매장량이 한정되어 있고, 화석 에너지를 통한 에너지 생산은 지구 온난화 의 원인 이 되는 이산화 탄소와 같은 온실가스 를 만들어 냅니다. 그래서 사람들은 화석 연료의 사 용을 줄이려고 노력하고 있습니다. 그 노력 중 하나가 바로 에너지 절약입니다.

전 세계 에너지 중 36% 정도는 집이나 건물에서 소비하고 있습니다. 그리고 이러한 건물들 의 에너지 사용량 중 상당한 부분이 난방에 사용된다고 합니다. 이에 사람들은 난방에 사용 되는 에너지를 줄일 수 있는 건물을 개발하였습니다. 지붕에 있는 태양 전지 로 전기를 생 산해서 쓰고, 지열 로 물을 데워 샤워를 합니다. 따로 난방기를 켜지 않아도 두꺼운 창문 덕 분에 한겨울에도 집 안은 따뜻합니다. 이처럼 외부의 에너지를 공급받지 않고 자체적으로 에너지를 생산하고 내부의 에너지 유출을 차단하는 집을 ‘제로 에너지 하우스’라고 합니다.

(32)

♠ 제로에너지 하우스-Passive 요소과 Active 요소를 정보 검색을 통해 알아봅시다.

Passive 하우스란?

패시브 하우스는 건물의 단열 및 형태를 최대한 활용하여 에너지 손실을 최소 화하는 집을 말합니다. 집으로 들어온 열이 밖으로 새어 나가지 못하도록 최 대한 차단함으로써 추운 겨울철에도 실내 온도를 따뜻하게 유지해 주는 것입 니다.

Passive 하우스 요소

열손실–벽을 통한 열손실이 가 장 크며 지붕, 바닥 창 순으로 열손실이 되고 있다. 고단열을 통해 에너지 손실을 줄이는 것 이 중요하다.

열교환기-실내의 오염된 공기를 배출하고 신선한 외부 공기를 받아들이는 과정에서 열기와 습기를 회수해 신선한 공기에 전달하는 장치이다.

건물의 형상, 각 실의 배치, 외피의 단열, 창면적비, 차양, 고성능 단열재, Low-e 유리 창호, 이중외피 공법 등과 같은 건축적 방법을 통하여 건물의 냉 난방 부하를 최소화하여 기계설비 장치의 역할을 최소화하고, 실내 환경을 쾌 적하게 하는 것

Passive 요소 설명

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Active 하우스란?

액티브 하우스는 태양열, 풍력, 지열 등의 자연 에너지를 기계 장치를 이용하여 에너지를 만들어 내는 집을 말합니다. 즉, 태양 전지판과 풍력 발전기 등을 이용 해 외부로부터 각종 대체 에너지를 만드는 기술을 사용한 집입니다.

Active 하우스 요소

태양광 발전시스템은 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다. (햇빛을

받으면 광전효과에 의해 전기를 발생 하는 태양전지 를 이용한 발전방식)

태양열 급탕 시스템은 태양광선의 파동성질을 이용 하는 태양에너지 광열학적 이용

분야로 태양열의 흡수⋅저장⋅열변환 등을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활

용하는 기술이다.

건물용 풍력발전은 지금까지의 대규모 풍력발전의 개념을 떠난 바람개비, 선풍기 같은 모양으로 높이는 5m, 직경은 3m로 집 정원이나 동네 언덕, 주택용 차고나 건물 지붕위에 설치할 수 있는 모델이다.

지열 냉난방 시스템은 물, 지하수 및 지하토양의 열 등의 온도차를 이용하여 냉⋅

난방에 활용하는 기술이다.

연료전지 시스템은 수소, 메탄 및 메탄올 등 연료를 산화(酸化)시켜서 생기는 화학

에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술이다.

고효율 보일러, 고효율 냉동기, 빙축열 시스템, 외기냉방 시스템, 가변 풍량 방식 시스템, 열교환기, 고효율 송풍기, 고효율 펌프, 배관거리 최소화, 고효율

조명기기 등 설비적 조절 방식을 통하여 능동적으로 에너지 소비를 최소화 하는 요소

Active 요소 설명

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♠ 제로에너지 하우스 콘셉트를 설정해 봅시다.

활동 1. 프로젝트 주제 및 개요 설정 어디에 지을 것인가?

예) 대도시, 산간, 농촌, 해안, 산속, 바다 등

누구를 위한 집인가?

예) 혼자사는 집, 4인 가족이 사는 집, 노인이 사는 집, 장애인이 사는 집

어느 정도의 규모를 갖추고 있는가?

예) 층 수, 면적

오래 살수록 이로운 제로에너지 하우스

패시브 하우스는 1991년 독일에서 처음 지어졌습니다. 우리에게는 아직 낯설지만 이미 유럽에서 는 많이 지어지고 있습니다. 특히 독일의 프랑크푸르트 지역은 2009년부터 모든 건물을 패시브 하우스 형태로 설계해야만 건축 허가를 내 주고 있습니다. 최근 우리나라에서도 친환경·저에너지 건축 기술이 개발되면서 주택이나 아파트 건축에 패시브 하우스의 기술이 도입되고 있습니다.

그런데 패시브 하우스 기술로 건물을 지으면 건축 비용이 일반 건물보다 훨씬 많이 든다는 단점 이 있답니다. 첨단 단열재와 3중 유리창, 환기 장치까지 설치해야 되기 때문입니다. 하지만 에너 지 사용에 들어가는 비용을 절감할 수 있고, 환경을 보호할 수 있다는 큰 장점이 있습니다. 처음 지을 때는 비싸지만 미래를 생각하면 훨씬 이익이 되는 패시브 하우스. 지구 온난화의 주범인 온실가스 배출을 최소화하고, 에너지 사용량을 최소한으로 줄이는 제로 에너지 하우스. 정말 오 래 살수록 이로운 집 맞죠?

♠ 주택의 에너지 소비에 영향을 주는 요소는 다음과 같습니다.

구분 내용

열환경 온습도(여름 20-26도, 60-75%/겨울 16-20도, 40-70%) 열방사, 복사

공기환경 냄새 및 기류

빛환경 채광, 조명, 빛의 밝기, 색

전기에너지환경 발전소 전기 사용, 신재생에너지 자체 생산