문명 발달의 과정은 인간이 사용할 수 있는 새로운 에너지의 발견과 사용의 과 정이라고 해도 좋을 정도로 서로 밀접한 연관을 맺고 있습니다. 빛, 바람과 같은 기초적인 자연의 힘과 노예 제도로 대표되는 대규모 인력 및 동물의 힘을 이용하 던 시대에서 석탄과 증기 기관의 활용으로 유발된 산업 혁명, 석유의 확보와 사용 량에 비례한 사회의 발달과 같은 사실들은 에너지에 대한 패러다임의 변화가 문명 의 변화를 불러왔다는 것을 단적으로 보여주고 있습니다.

고성군 국민체육센터 태양광발전장치

(출처:http://www.ngp.kr/nayaboard/board/view.php?boardname=profile&no=29&p age=2&cate=&s=&keyfield=&keyword=)

에너지를 우리의 삶과 조금도 떨어뜨려 생각할 수 없는 현재, 전세계가 자국의 에너지 확보를 위해 무력시위까지 하고 있으며, 나아가 에너지 패권전쟁의 시대에 돌입하게 되었음을 곳곳에서 볼 수 있습니다. 본 프로그램에서는 에너지 빈국에 속하는 우리나라가 학교에서 활용할 수 있는 신재생에너지 및 전기에너지에 초점 을 맞추고 정전이 된 상황을 극복하기 위한 아이디어를 생각해보고, 교과 지식인 전자기유도 개념을 활용하여 전기에너지를 생산하는 손발전기 키트를 제작해보게 됩니다. 그리고 신재생에너지, 손발전기, LED모듈을 이용한 에코그린학교를 설계 하게 됩니다. 또한 에너지 사용이 어려운 지역에서 활용 가능한 적정기술을 소개 하고 우리가 누리는 문명 가운데 중요한 위치를 차지하고 있는 전기에너지를 절약 할 수 있는 마음을 갖도록 안내하고자 합니다.

(8)

⁴

학 습 목 표

• 현재 에너지 부족 심각성을 이해하고, 이를 설명할 수 있다.

• 에너지가 부족한 상황을 해결하기 위한 방법을 설명할 수 있다.

▢ 민수의 일기

■ 민수의 일기를 읽고 교실 정전이 일어난 원인과 대책을 생각해보자.

제 목: 교실 정전

2015년 ⃝ 월 ⃝ 일 맑음

오늘 점심시간에 우리 반과 옆 반이 축구 시합을 했다. 우리는 열심히 뛴 덕에 옆 반을 이겼지만 뜨거운 여름 날씨에 땀이 비 오듯이 쏟아졌다. 5교시 시작 종소리에 우리는 씻지도 못하고 서둘러 교실로 뛰어갔고 교실 선풍기를 최대 풍속으로 틀어 놓았지만 더위가 좀처럼 가시지 않았다. 그런데 이게 어찌된 일인가. 갑자기 교실의 모든 선풍기가 정지해 버리고 형광등도 꺼지는 것이 아닌가.

헉! 정전이다. 하필 이렇게 더울 때 정전이 될게 뭐야!!

나는 열심히 부채질을 하면서 전기를 학교에서 만들어 쓰면 이 런 일이 없을 텐데 하는 생각을 해 보았다.

(9)

5 ▢ 활동 1 - 동영상 시청. 에너지 패권 전쟁

■ < 에너지 패권전쟁 > 동영상 중 일부를 시청하고, 에너지의 심각성을 이해해보자.

https://www.youtube.com/watch?v=xhRY_cCqEy0

‣ 우리나라는 에너지 강국인가? 그렇게 생각하는 이유는 무엇인가?

‣ 에너지를 풍족하게 사용하기 위한 방법은 무엇이 있을까?

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⁶

▢ 활동 2 - 인터뷰 하기

■ 민수의 일기에 나온 학생들처럼 갑작스런 정전으로 인해 어려움을 겪은 경험이 있는 친구의 이야기를 인터뷰하자.

‣ 모둠별로 한 사람 씩 인터뷰 할 대상을 선정, 예시 내용을 활용하여 인터뷰 를 진행하자.

인터뷰 내용

<예시 질문>

1년에 정전이 일어난 횟수, 정전되었을 때 겪은 어려움과 곤란했던 일들, 평상시 전기 제품을 사용하는 정도, 전기 절약을 위해 했던 방법들 등

Sketch

메모

▢ 활동 3 - 관점 서술문 작성하기

■ 인터뷰를 통해 알아낸 내용을 바탕으로 정전이나 전기가 부족한 상황을 해결하기 위한 방법으로 관점서술문을 작성해보자.

는(은)

하므로

할 수 있는 방법이 필요하다.

(예시) 학원 수업이 많은 영수는

늦은 귀가로 인해 취침시간이 늦어서

다음날 아침 컨디션을 조절할 방법이 필요하다.

(11)

7 디자인 사고(Design Thinking)

▢ 디자인 사고란(Design Thinking)?

디자인 분야에서 시작된 혁신 프로세스와 사고 방법으로서 인간을 관찰하고 공 감하며 소비자 및 다양한 분야의 전문가들과 협업하여 정의하기 어려운 문제의 본 질을 이해하고 통합적 사고(확산적 사고와 수렴적 사고의 반복) 및 프로토타입과 테스트의 실패를 반복하여 최선의 답을 찾는 창의적 문제 해결 방법의 구체적 형 태이며 이를 교육과 경영의 전 범위에 도입하려는 패러다임이다.

▢ 디자인 사고의 단계

세상에는 크고 작은 여러 가지 문제들이 존재하지만 세상의 모든 사람들을 위한 해결책을 제시하는 것이 아니라, 특정한 대상을 위한 해결책을 제시한다. 왜냐하 면, 같은 문제를 가지고 있더라도 해결책이 똑같이 적용되지 않기 때문이다. 이 특 정한 대상을 사용자(User)라고 부른다. 디자인 사고를 적용하여 문제를 해결하는 단계는 다음과 같다.

1. 공감하기(Empathize)

공감한다는 것은 다른 사람에게 미안한 마음을 가지거나, 다른 사람과 비슷한 감 정을 느끼거나, 다름 사람을 동정하는 것이 아니다. 공감한다는 것은 자세히 관찰 보고, 관찰한 것에 대해 질문하고, 주의해서 경청함으로써 말이 필요 없을 정도의 유대감을 느끼며, 다른 사람이 느끼는 것을 동일하게 느끼는 것이다. 사용자와 (USER)와 공감을 잘하려면 어떻게 해야 할까?

적정기술의 선구자 폴 폴락은 “적정기술 제품을 만들기 전에 최소한 25명 이상 을 만나보라고 말했다. 즉, 사용자의 지식 배경과 수준, 환경 등을 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 사용자(USER)와 친밀감을 쌓은 후, 인터뷰하고 관찰해야 한다

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⁸

<공감 인터뷰의 흐름>

그렇다면 어떻게 인터뷰하고 관찰해야 할까?

일단 현장에 가야 하고, 둘러보며 관찰하고, 궁금한 것을 물어보면 된다. 이 때 인터뷰와 관찰을 위해서 2인 1조로 팀을 구성하는 것이 좋다. 한 사람은 대상자와 인터뷰를 진행하며, 다른 한 사람은 사진을 찍고 보고 들은 것을 기록하는 역할을 한다. 장인과 수제자의 관계를 생각해보자. 수제자는 장인의 하나부터 열까지 세세 하게 기록하고 유심히 지켜보고 따라 한다. 사용자를 장인이라 생각하고 작은 것 하나도 놓치지 않도록 유심히 지켜보고 기록해야 한다.

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9

<인터뷰 관찰팀 구성하기> <둘러보며 관찰하기>

인터뷰는 다른 사람의 머릿속을 관찰 하는 것으로써, 눈으로 보지 못한 것을 충 분히 확인하는 과정이다. 진행자와 기록자로서 인터뷰를 잘하는 방법을 참고해도 좋겠다.

진행자 TIP

1. 대화하라, 취조하지 말고

2. 스토리를 권장하라. (예/아니오 질문 금지)

3. 답변을 스스로 제시하지 말하라.(침묵 을 두려워하지 말자.)

4. 질문은 짧고, 중립적으로 5. 직접 보여달라고 요청하라.

6. 관찰하기 어려운 것에 대해서는 부조 화(inconsistency)를 관찰하라.

7. 특별하고 구체적인 실제 사례를 들어 라.

기록자 TIP

1. 축약하지 말고, 빠짐없이 기록하라.

2. 판단하지 말고, 빠짐없이 기록하라.

3. 팔이 아프더라도, 빠짐없이 기록하라.

한 문장이 너무 길지 않게 끊어서 쓰고, 비슷한 말을 계속 할 때, 반복되는 이야 기는 빼도 좋다.

2. 문제 정의(Define)

문제를 정의하는 것은 “뻔하지 않은 통찰”을 발견하는 것이다. 인터뷰와 공감하 기 과정을 통해 알기 어려웠던 것들을 발견하고 정리한다. 그리고 이러한 발견들을 분명하고 간결한 문장으로 표현하여 좀 더 쉽게 기억하고 남은 디자인 사고의 과 정 동안 필요할 때마다 다시 참조한다.

문제를 정의하기 위해서 인터뷰한 내용들을 분류하여 공감지도를 작성하는 것이 좋다. 인터뷰 내용을 분류하는 것은 사용자에 대한 정보를 더 구체적 알 수 있도록 도와주고, 한눈에 사용자의 정보를 파악할 수 있도록 해주며, 가시화된 정보들을 바탕으로 사용자의 새로운 정보를 도출 할 수도 있다.

(14)

¹⁰

•말한 것(say)

•행동한 것(do)

•생각한 것(think)

•느낀 것(feel)

인터뷰 한 내용들에서 사용자가 말한 것, 행동한 것, 내가 생각 한 것, 느낀 것을 사분면 종이 에 붙여 정리한다.

그리고 인터뷰 결과 이해를 바탕으로 ‘관점 서술문’을 작성하는데, 관점 서술문 (Point of View Statement)은 인터뷰하는 사람들에게 배운 것, 그리고 우리가 풀 어야 하는 문제들에 대해 요약한 하나의 문장 혹은 문단을 말한다. 좋은 관점 서술 문을 작성하는 최선의 방법은 관점 서술문을 작성하는 인터뷰를 여러 번 실행함으 로써 다음의 질문들을 확인하는 것이다.

· 서술문이 공감과 이해를 표현하는가?

· 뻔하지 않은 통찰을 보여주는가?

· 다음 디자인 작업에 대한 방향성을 제공하는가?

· 분명하고 간결한가?

■ 관점 서술문 작성 방법 ■ 는

하므로

할 수 있는 방법이 필요하다.

(관점 서술문 예시문)

◎ 신입사원인 철수는

수줍음을 많이 타기 때문에

새로운 고객에게 자신을 당당하게 소개할 수 있는 방법이 필요하다.

◎ 직장여성인 영이는

일터에서 매우 바쁘기 때문에

아들의 방과 후 활동 4개를 모두 기억할 수 있는 방법이 필요하다.

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11

3. 아이디어 내기(Ideate)

사용자와 공감하며 그들이 가진 문제들을 발견하고, 사용자가 필요로 하는 것이 무엇인지 요약하는 관점 서술문을 작성하는 과정을 거친 후, 이러한 문제들을 해결 할 아이디어를 생각해내는 흥미로운 작업을 시작하는 단계이다.

브레인스토밍은 특정한 문제나 주제에 대해 머릿속에 있는 모든 생각이나 아이 디어를 가능한 한 많이 떠올려 적도록 하는 아이디어 발산법이다. 다른 사람들과 아이디어를 나누고 발전시키는 과정을 통해서, 그룹의 생각을 모으기 위해 사용된 다. 브레인스토밍을 활용하면 짧은 시간 안에 다양한 팀원들의 아이디어를 많이 끌 어낼 수 있다. 또한 자신의 의견을 적어서 내기 때문에 발언의 공포를 없앨 수 있다.

* 어떻게 브레인스토밍 할까? * 1. 마커와 POST-IT을 준비한다.

2. 주제를 명확히 공유한다.

3. 브레인스토밍의 7가지 규칙을 지 키며 아이디어를 적는다. 하나의 POST-IT에 하나의 아이디어를 적는 다. 이 때, 모두가 볼 수 있는 깔끔 하고 큰 글씨로 적는다.

4. 수집된 아이디어를 관련이 있는 것들끼리 재배치한다.

5. 개인적으로 마음에 드는 아이디어 를 3개 정도 표시한다. 팀원으로서 프로토타입 제작을 위해 필요한 아 이디어를 고른다.

브레인 스토밍의 7가지 규칙 1. 어떤 아이디어도 무시하지 마라;

즉각적인 판단을 유보하라.

2. 60분 내에 100개 이상의 아이디어 를 내라; 양을 추구하라.

3. 시각화하여 설명하라.; 벽에 걸린 커다란 POST-IT위에 다양한 컬러 펜으로 써라 .

4. 주제에 집중하라; 항상 목적을 의식 하며 회의하라.

5. 한 번에 한가지씩만 말하라; 방해하 지 말고 무시하지 말고 무례하지 말 라.

6. 엉뚱한 아이디어를 격려하라; 엉뚱 한 아이디어는 해결책으로 가는 열 쇠가 될 수 있다.

7. 다른 아이디어에 편승하라; ‘그러나’

는 없다. ‘그리고’를 활용하라.

(16)

¹²

4. 시제품 만들기(Prototype)

시제품은 모델이 아니며 완벽할 필요도 없다. 시제품은 상호작용할 수 있는 어떤 것이며, 사용자에게 경험을 제공할 수 있는 어떤 것이다.

ERRC는 핵심 혁신가치를 찾기 위해서 사용한다. 현재 상황에서 없애야 할 것 (Eliminate), 줄여야 할 것 (Reduce), 키워야 할 것 (Raise), 만들어내야 할 것 (Create)을 파악하고, 이를 이용해 알맞은 핵심 혁신가치 (Value Innovation)를 찾아낸다. 비용은 절감하되, 최대의 편익과 가치를 창출할 수 있는 프로토타입을 만들기 위해서는 핵심 혁신 가치를 찾아내는 과정이 꼭 필요하다. 이 때, ERRC는 효과적으로 사용될 수 있다.

문제에 필요한 특정한 제약조건을 주고 아이디어를 발산하며 프로토타입 제작 을 하도록 한다. 프로토타입을 제작함에 있어 주어질 수 있는 다양한 조건은 생각 을 제약하는 것이 아니라 오히려 디자이너가 창의적인 잠재력을 이끌어 내는 데 도움을 준다. 또 이러한 조건이 주어질 때 프로토타입에 대한 디자이너의 이해도가 높아진다.

■ 조건의 제약 방법 예시 ■

1. 생각의 발산: 브레인 스토밍을 하거나 마인드맵을 설계하는 동안 일정한 조건을 부여할 수 있다. (예: 1인당 아이디어 30개씩)

2. 시제품: 초기단계에서 임시적으로 제한조건을 부가할 수 있다. (예 : 마시 멜로우 1개와 스파게티 면 20개만을 이용하여 탑을 쌓기)

3. 시간: 임의의 데드라인을 설정하는 것이 실행력을 높이는데 도움이 된다.

(17)

13

변수를 정리하는 것은 프로토타입을 제작할 때, 사용자에게 시험해 볼 때, 피드 백을 받을 때, 프로토타입을 이해하는 데 도움을 준다.

* 프로토타입을 만들 때 : 변수를 정리하다 보면, 내가 어떤 프로토 타입을 만들 고자 하는지 이해하기 쉽다. 그냥 만들 때보다 내가 만들고자 하는 해결책을 더 깊 게 이해하게 도와준다.

* 사용자에게 시험해 볼 때 : 테스트 해볼 때 복잡한 프로토타입을 가지고 어리 둥절해 하면서 시험하는 것 보다 에너지가 덜 든다.

* 피드백을 받을 때 : 하나의 프로토타입을 받아들고, 비교군 없이 그냥 평가하 는 것 보다 구체적인 변수에 대해 다른 프로토타입과 비교하면서 하는 피드백이 훨씬 양질의, 자세한 유용한 정보가 된다.

5. 테스트 하기(Test)

테스트는 피드백(feed back)하기이다. 사용자들로부터는 해결책에 대한 개념, 그 리고 동료들로부터는 디자인에 대해 피드백을 받을 수 있다. 열린 피드백은 발전을 위해서 필수적이다. 피드백은 1인칭 문장으로 하는 것이 좋다.

■ 피드백 하는 방법 ■

ü 간단한 구조로 한다. 간단한 구조가 체계적인 피드백에 도움이 된다.

ü “ ___가 좋았다.”, “ ___하면 좋겠다.”, “ 만약 ____라면” 등의 말을 사용해 서 피드백 의견을 낸다.

ü이런 방식으로 의견을 모으고, 추후에 팀의 의사결정에서 이를 반영한다.

앞서 질문에서 나왔던 피드백들을 다음과 같이 한눈에 볼 수 있게 정리한다.

￭ 출처

홍성욱, 청소년 적정기술 프로젝트 인간중심의 문제 해결자 되는 법

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2차시

에너지의 재발견,

신·재생 에너지 !

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17

학 습 목 표

• 현재 사용 중인 에너지원의 문제점을 통해 신·재생 에너지의 필요성을 설명할 수 있다.

• 신·재생 에너지의 종류와 특징을 설명할 수 있다.

▢ 에코그린학교를 설계하라고?

■ 다음은 ○○ 중학교 2학년 수행평가인 자유탐구 주제이다. 만약 여러분이

○○ 중학교 2학년 학생이라면, 다음 조건을 만족시키는 에코그린학교를 모둠별로 어떻게 설계해야할지 생각해보자.

[○○ 중학교 2학년 자유탐구 주제]

학생들의 주된 생활 근거지인 학교는 많은 에너지를 소비하는 장소이다. 이러한 에너지를 우리가 절약하여 사용하려는 태도도 중요하지만 그보다 학교 자체를 에너지 절감형 건물로 설계하여 짓는다면 에너지 절약에 더욱 효과적일 것이다.

아래에 제시한 조건을 읽고 환경을 생각하여 기존 화석 연료를 사용하지 않는 순수 신․ 재생에너지만을 사용하는 에코그린학교를 설계하시오.

<에코그린학교 설계 조건>

1. 신․ 재생에너지 2가지 이상을 제시할 것

2. 에너지를 절약하는 방법 2가지 이상을 제시할 것

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¹⁸

▢ 활동 1 - 문명과 에너지 소비량

■ 위의 자유탐구의 에코그린학교를 설계하기 위하여 다음 에너지 소비량에 대한 글을 읽고 물음에 답해보자.

2035년까지 세계 에너지 소비량 크게 증가

미국 에너지 정보청의 국제 에너지 전망 보고서에 따르면 중국과 인도의 경제 성장으로 에너지 수요가 크게 늘면서 오는 2035년 세계 에너지 소비 량이 2008년 대비 53 % 증가할 것이라고 한다.

2008년과 2035년 사이 석탄 수요와 액체 연료인 석유 수요는 하루 2690만 배럴씩 늘어날 것으로 예상했다. 또한, 2035년까지 에너지 관련 이산화 탄소 배출은 432억 메트릭톤으로 2008년보다 43 % 늘어날 것으로 예상했다. 배출 증가의 배경으로 개발도상국의 에너지 소비 확대를 꼽았다.

보고서는 에너지 소비량이 증가함에 따라 향후 25년간 재생 에너지가 가장 빠르게 성장하는 에너지 자원이 될 것으로 예상했다. 재생 에너지 수요 비중은 2008년 총 에너지 자원 중 10 %에서 2035년 15 %로 늘어 연간 2.8 % 성장할 것으로 봤다.

▲ 세계 에너지 소비량(× 10²⁷J) ▲ 세계 화석 연료 소비량(× 10²⁷J)

￭ 출처: 미국에너지정보청

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19

‣ 우리나라는 에너지 강국인가? 그렇게 생각하는 이유는 무엇인가?

‣ 에너지를 풍족하게 사용하기 위한 방법은 무엇이 있을까?

▢ 활동 2 - 과제 발표하기 . 신·재생 에너지가 뭐지?

■ 신·재생 에너지에 대해 조사해온 내용을 모둠별로 발표하자.

■ 모둠별로 발표한 내용을 정리해보자.

[재생 에너지 종류]

[신 에너지 종류]

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²⁰

에너지원 신 · 재생

에너지의 종류 장 ․ 단점

물 장

점 단 점

태양 장

점 단 점

바람 장

점 단 점

지열 장

점 단 점

생물 장

점 단 점

신에너지

장 점 단 점

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21 신 · 재생 에너지 소개

▢ 에너지원: 태양

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²²

▢ 에너지원: 바람

풍력발전은 바람이 가진 운동에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 시스템이다.

즉 에너지 변환과정을 통해 전력을 생산하며 생산된 전력은 가정용, 공업용 등으로 자 체 소모하거나 한국전력에 역송전하여 전기를 판매할 수 있다. 특히 우리나라는 해안선 이 길어 풍력 발전을 하기에 유리한 조건을 가지고 있다.

▢ 에너지원: 땅

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23

▢ 에너지원: 물

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²⁴

▢ 에너지원: 수소, 산소

▢ 에너지원: 식물, 동물

쓰레기매립지에서 발생하여 환경오염의 원인이 되기도 하는 매립지 가스(LFG:

Landfill Gas)를 원료로하여 발전 설비를 가동하고 전력을 생산하는 과정을 통하여 매 립지 주변의 환경오염(메탄가스 대기방출)을 저감하고, 폐기물을 자원으로 재활용할 수 있다.

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25

▢ 에너지원: 폐기물

폐기물 재생에너지란 사업장 또는 가정에서 발생하는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해를 통한 오일화 기술, 성형고체 연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스제조기술, 소각에 의한 열회수 기술 등으로 가공 처리하여 고체․액체연료, 가 스연료, 폐열 등으로 생산하고 이를 산업 생산 활동에 필용한 에너지로 이용할 수 있도 록 하는 것이다.

- 소각로

산업폐기물 소각 처리 - 보일러

보일러에서 냉각 시 스팀 발생 - 스팀공급 배관

스팀 공급(열원 온도 100℃ - 120℃) - 증발농축시설

스팀을 이용하여 폐수 증발 - 방지시설

증발 농축 시 발생된 악취 제거

￭ 출처

한국에너지공단/신·재생에너지센터/신·재생에너지소개:

http://www.knrec.or.kr/knrec

(30)

(31)

3차시

전자기 유도가 뭐지?

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29

학 습 목 표

• 자기장의 변화로 전류가 발생함을 설명할 수 있다.

• 전자기 유도 현상을 이용한 사례를 말할 수 있다.

▢ 활동 1 - 코일과 자석으로 전기를 만들 수 있을까?

■ 준비물: 막대자석, 코일, 집게 달린 전선, 검류계

■ 코일과 검류계를 직렬로 연결한 다음 코일 속에 자석의 N극을 가까이 할 때, 넣은 후 가만히 있을 때, 멀리할 때 검류계 바늘을 관찰해 보자.

‣ 검류계 바늘이 움직이는 방향은 각각 어떠한가?

■ 자석을 빠르게 또는 느리게 움직여 보자.

‣ 검류계 바늘은 어떻게 움직이는가?

■ 자석의 극을 바꾸어 위의 첫 번째 과정을 반복해 보자.

‣ 검류계 바늘은 어떻게 움직이는가?

(34)

³⁰

▢ 활동 2 - 코일과 자석으로 LED에 불 켜기

■ 코일, 자석, LED, 투명관을 이용해 전기가 발생되는 현상을 체험해보고, 어떻게 하면 전기에너지를 많이 생산할 수 있을지 생각해보자.

■ 코일과 자석을 이용하여 간단한 발전기를 만들어보자.

준비물: 투명찌통, 찌통마개, 네오디움 자석, 에나멜선, LED, 고무링, 사포

■ 투명찌통에 고무링을 약 3 cm 간격으로 끼운다.

■ 에나멜선을 양 끝 5 cm 정도를 남기고 고무링 사이에 300 회를 감는다.

■ 에나멜선의 양 끝을 사포를 이용하여 코팅된 부분을 제거한다.

(35)

31

■ LED의 다리를 180도로 편 후, 에나멜선 양 끝을 감는다.

■ 자석을 찌통 안에 넣은 후, 찌통마개를 이용하여 LED 다리를 고정시킨다.

■ 찌통 양 쪽을 잡고 흔들어보자. 무엇을 알 수 있는가?

(36)

³²

▢ 활동 3 - 전자기 유도 현상 정리하기

1. 전자기 유도의 정의

가. 코일 주위에서 자석을 움직이면 코일 내부의 자기장이 변하게 되는데, 이때 코일에 전류가 흐르는 현상

나. 유도 전류 : 전자기 유도에 의해 코일에 흐르는 전류 2. 유도 전류의 특징

가. 유도 전류는 자석이 움직여 ( )이 변할 때만 발생한다.

나. 자석이 멈추면 자기장이 변하지 않으므로 유도 전류도 발생하지 않는다.

다. 유도 전류는 자석이 ( ) 움직일수록, 자석의 세기가 ( ) 증가 3. 유도 전류의 방향

가. 자기장의 변화를 ( )하는 쪽으로 유도 전류가 흐른다.

나. 자석의 움직이는 방향이 바뀌면 유도 전류의 방향도 바뀐다.

http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2117648&cid=47338&categoryId=47338

4. 전자기 유도 현상의 이용 가. 발전기

발전기는 자석 사이에 넣은 ( )을 회전시켜 전기를 생산하는 장치이다.

나. 교통 카드

교통 카드 속에 코일이 들어 있는데, 단말기에 가까이 하면 교통 카드의 코일 내부를 지나는 ( )이 변하면서 유도 전류가 흐른다. 흐르는 유도 전류는 교 통 카드 속에 들어 있는 메모리 칩을 작동 시켜 요금 등의 정보를 기록한다.

(37)

4차시 나도 에너지 메이커

(Energy Maker)

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(39)

35

학 습 목 표

• 학교에서 주로 소비하는 에너지의 종류를 말할 수 있다.

• 에코그린학교에 적용할 신 · 재생 에너지와 에너지 절약 방법에 대해 아이디어를 낼 수 있다.

▢ 우리 학교의 전기 에너지 사용 실태

■ 우리들이 하루 중 대부분의 시간을 보내는 학교는 많은 전기에너지를 소 비한다. 학교에서 소비하는 전기 에너지를 장소와 시간에 따라 사용 용 도를 자세히 기록해보자.

■ 장소에 따른 전기 에너지 소비 실태

장소에 따른 전기 에너지

소비량은?

교실

화장실 교무실 복도

급식실

기타

‣ 가장 많은 시간 동안 전기 에너지를 사용하는 곳은 어느 곳인가?

상위 1, 2, 3위를 표시해보자.

① ② ③

‣ 불필요하게 전기 에너지가 소모되는 장소는 어느 곳인지 표시해보자.

(40)

³⁶

■ 시간에 따른 전기 에너지 사용 용도 실태

시간에 따른 전기 에너지 사용 용도는?

방과 후

방학

쉬는시간

점심 시간 기타

수업 시간

‣ 시간에 따른 전기 에너지 사용 용도는?

사용 용도가 많은 상위 1, 2, 3위를 표시해보자.

① ② ③

‣ 불필요하게 전기 에너지를 사용하는 곳은 어느 곳인지 표시해보자.

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37 ▢ 활동 1 - 아이디어 내기

<관점서술문으로 정의한 문제 해결>

■ 위의 자료를 토대로 대체 가능한 에너지와 에너지 절약 방법에 대한 아 이디어를 내보자.

<관점서술문으로 정의한 문제를 해결 방법 찾기>

▪ 흰 색 전지 위에 "How might we"

해결해야 할 주제를 붙인다.

▪ 포스트잇을 붙이는 순서대로 번호를 매긴다.

▪ 붙이면서 아이디어를 입으로 말한다.

▪ 30분 안에 100개 아이디어를 목표로 말한다.

▪ 생각난 아이디어는 고민하지 말고 바로 쓴다.

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▢ 활동 2 - 아이디어 선정하기

■ 대체 가능한 신 · 재생 에너지와 에너지 절약 방법에 대한 다른 모둠원들의 아이디어를 모아서 모둠 공동의 아이디어를 정리해보자.

■ 모둠원들이 선정한 베스트 아이디어는 무엇인가?

‣ 대체 신 · 재생 에너지 아이디어

‣ 에너지 절약 방법 아이디어

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39 ▢ 활동 3 - 아이디어 구체화하기

■ 모둠원들이 선택한 베스트 아이디어 중 2가지를 골라 구체적인 방법을 적어보자.

우리 모둠의 베스트 아이디어

Sketch

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브레인스토밍(brainstorming) 방법

▢ 브레인스토밍이란?

브레인스토밍(brainstorming) 방법이란 여러 사람이 모여 어느 한 문제 에 대한 아이디어를 공동으로 내어놓는 회의 방식의 집단사고 방식이다.

이 방법은 광고회사의 알렉스. F. 오스본에 의해 창안된 방법으로 여러 사람이 모여서 어느 한 주제에 대해 다양한 아이디어를 공동으로 내놓는 방법으로 집단사고를 통해 사고의 확산을 추구하는 회의 방식이다. 즉, 폭풍이 몰아치듯 두뇌를 자극하여 집단의 효과를 살리고 아이디어의 연 쇄반응을 얻고자 하는 것이다. 따라서 이 방법의 중점은 아이디어의 질 보다는 많은 아이디어의 생산에 있다고 보면 가장 이해하기가 쉽다. "백 지장도 맞들면 낫다“ 라는 속담이 있듯이 어떤 문제가 생겼을 때 여러 사 람이 함께 풀면 그 문제의 해결이 쉬워진다. 과학자들은 두 개 또는 그 이상의 물건을 합쳐서 부분의 총화보다 더 큰 것을 만들어 낼 수 있다는 종합작용의 의미로 브레인스토밍을 받아들이고 있다.

▢ 브레인스토밍의 예

A, B, C 세 사람이 집단을 이루면, 각자는 자신이 속해있는 집단의 누구 도 갖지 않은 경험이나 사실들을 갖고 있으며, 동시에 세 사람의 경험을 종합하여 훨씬 더 많은 새로운 아이디어를 창출해 낼 수 있는 것이다. 한 개인으로서는 도저히 움직일 수 없는 무거운 돌을 여러 사람이 모아 움직 일 수 있는 것 같이 정신적으로 결합된 한 팀도 큰 힘을 낼 수 있다. 이러 한 집단 브레인스토밍을 적절히 활용하면 아이디어의 연쇄반응을 일으켜, 보다 짧은 시간 내에 전통적인 회의보다 더 많고 우수한 아이디어를 생산 할 수가 있기 때문에, 발명 아이디어의 개발에 가장 효과적인 방법의 하나 로 이용되고 있다. 브레인스토밍을 잘 하기 위해서는 반드시 지켜야 할 몇 가지 기본 원칙이 있다.

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▢ 브레인스토밍 원칙

첫째, 어떤 의견이 나오더라도 비판을 해서는 안 된다.

둘째, 자유분방을 환영한다.

셋째, 질보다는 양을 바란다.

넷째, 결합과 개선에 의한 발전을 원한다. 자기 자신의 아이디어나 또는 남의 아이디어를 두 개 이상 결합하여 제3의 아이디어를 내놓거나 개선하는 방법으로, 아이디어를 새로 결합하여 개선하는 방법이다.

다섯째, 브레인스토밍에서 가장 아이디어를 많이 내는 이유는 발표한 아 이디어를 비판하지 않기 때문이다. 따라서 이 항목에 가장 중점을 두어 사회자는 회의를 진행한다.

여섯째, 주제의 선정에 있어 가장 중요한 주제는 너무 구체적이어서는 아 이디어가 나오기 어려우며 곤란하다. 따라서 가능한 한 조원들이 인식하고 있는 공통적인 사항으로 단순한 것이 효과적이다.

일곱째, 회의 모임을 통한 선별은 브레인스토밍 회의 기법을 하는 것은 좋은 아이디어를 얻기 위한 것이기 때문에, 여러 차례의 모임을 통 해서 많이 나온 아이디어 중 선별하는 작업이 필요하다.

여덟번째, 평가의 경우 브레인스토밍은 문제 해결을 위한 집단 토의이므 로 생산된 아이디어는 독창성뿐만 아니라 경제성, 실용성도 평가해 야 한다. 평가는 객관성과 전문성을 가진 사람이 담당하여야 하나 가벼운 문제일 경우에는 다른 조원이 평가할 수 있으며, 특별한 발 명품의 제작이나 문제해결을 위한 것이 아니라면 평가를 하지 않아 도 관계없다.

￭ 출처

1) KIPO(특허청) : www.kipo.go.kr 2) 해외출원온라인 포털 : newip.biz

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5차시

전자기 유도를 활용한

에코그린학교 설계하기

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학 습 목 표

• 신·재생에너지를 이용한 에코그린학교를 설계할 수 있다.

• 손발전기, LED 모듈을 활용하여 에코그린학교 조명 설계를 제안할 수 있다.

▢ 활동 1 - 에코그린학교 설계도 제안하기

■ 각 모둠별 아이디어의 특징 및 실현 가능성 등의 내용을 담은 에코그린 학교 설계도를 제작해보자.

에코 그린 학교 설계도

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▢ 활동 2 - 손발전기 체험하기

■ 손발전기를 이용하여 LED 모듈에 불이 들어오게 해보자.

■ 손발전기에 LED 모듈을 연결하여 손발전기의 손잡이를 천천히 돌리다가 조금씩 빠르게 돌려보자. 어떤 사실을 알 수 있는가?

■ LED 모듈을 2개 연결하여 손발전기를 돌려 켜지는지 확인해보자.

‣ LED 모듈을 어떻게 연결해야 하는가?

*그림을 그려서 설명

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47 ▢ 활동 3 - 손발전기, LED 모듈을 이용한 에코그린학교 조명 설계 제안하기

■ 활동 1에서 제안한 에코그린학교의 설계도에 LED 모듈을 어떻게 설치할 지 표시하고, 용도를 설명해 보자.

에코그린학교 조명 설계도

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패시브 하우스(제로 에너지 하우스)

제로 에너지 하우스란 기존의 화석 연료를 전혀 사용하지 않고 순수하게 신·

재생 에너지만을 이용하여 가정에서 사용하는 에너지를 생산하는 집을 말한다.

제로 에너지 하우스는 에너지 효율을 극대화하고 건물 스스로 신·재생 에너지 설비를 갖추어 외부로부터 에너지 공급을 받을 필요가 없는 건물이다.

￭ 출처

패시브 하우스 컨설팅:

http://blog.naver.com/kilo7980?Redirect=Log&logNo=220107007914

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49 적정기술

1. 팟인팟쿨러(Pot-in-pot cooler) 항아리

지금은 냉장고를 쉽게 접할 수 있고, 김치냉장고도 하나씩 가지고 있기 때 문에 항아리를 사용하는 모습이 조금 생소하게 느껴질 것이다. 차드나 에티 오피아의 사막 지역은 기온이 40도를 웃도는 무더운 곳이다. 물론 전기도 귀 한 곳이다. 자연스럽게 냉장고를 사용하는 것이 어려운 환경이고, 힘들게 수 확한 농작물들은 금방 상해 버리게 된다. 그래서 만들어진 것이 무(無)전기 냉장고. 바로 팟인팟쿨러 항아리이다. ‘항아리 속 항아리’라는 이름처럼, 큰 항아리 안에 작은 항아리를 넣은 뒤, 그 틈에 모래와 물을 채워 젖은 천을 덮으면 완성된다. 모래가 머금은 물이 증발하면서 작은 항아리 속의 열을 빼 앗아 그 속의 온도를 낮추는 원리를 이용한 것인데 원래 상온에서 이틀이면 상하던 농산물이 이 작은 항아리 안에서는 3주간 신선함을 유지할 수 있다고 한다. 항아리는 지역 농민들이 직접 만들어 쓸 수 있어 더욱 실용적인 제품 인 듯하다.

￭ 출처

한화사회봉사단블로그: http://lovehanwha.com/220316661254

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2. 빛나는 페트병, 리터 오브 라이트 (Liter of Light)

대낮에도 빛이 들어오지 않는 개발도상국 빈민가의 집. 페트병과 세제, 물만 있으면 전기 없이 집안에 전등을 켠 효과를 낼 수 있다.

2001년 브라질에 사는 한 평범한 기계공 '알프레도 모저'는 책을 읽고 싶어 하지만 너무 가난해서 전기를 이용할 수 없었던 이웃집 소년의 사정을 알게 되 었다. 궁리 끝에 기발한 아이디어를 떠올린 그는, 슬레이트 지붕에 물을 채운 페트병을 끼워 넣어 방 안에 빛을 끌어들였다. 작지만 빛나는 아이디어로 밝아 진 방안에서 아이들은 책을 읽으며 공부 할 수 있게 되었다.

￭ 출처

넥슨 사회공헌 블로그 - 넥슨핸즈 이야기: nexonhands.tistory.com/589

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6차시

내가 만든 에코그린학교

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학 습 목 표

• 손발전기, LED 모듈을 활용한 조명 장치를 설치하여 에코 그린학교를 제작할 수 있다.

• 설계한 에코그린학교를 발표할 수 있다.

▢ 활동 1 - 에코그린학교 제작하기

■ 모둠별 작성한 설계도를 참고하여 에코그린학교를 제작해보자.

■ 에코그린학교에 LED 모듈을 장치하여 손발전기를 이용해 불을 켜보자.

￭ 출처

서울시 에코하우스

http://navercast.naver.com/magazine_contents.nhn?rid=1433&contents_id=5 9414

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■ 전 시간에 설계한 에코그린학교의 설계도를 이용하여 켄트지에 에코그 린학교를 표시하고 조명장치를 설치하여 불을 밝혀보자.

에코그린학교 설계도

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55 ▢ 활동 2 - 발표하기 & 심사하기

■ 아래의 과정대로 발표 및 심사를 진행하자.

발표 및 심사 방법

○ 각 모둠의 발표 순서를 정한다.

○ 각 모둠별로 발표할 때 모둠원들이 모두 동참하여 발표한다.

○ 발표하는 모둠 이외의 모둠들은 심사위원이 되어 발표 내용을 경청한다.

○ 발표가 끝나면 질의 응답 시간을 갖으며, 심사위원들은 주어진 평가기 록지에 점수를 기입한다. 단, 1모둠당 1개의 평가기록지를 작성한다.

○ 모둠별 발표가 모두 끝나면 각 모둠에서 작성한 평가기록지를 수합한다.

○ 수합한 평가기준표의 점수를 비교하여 최고의 에코그린학교를 선정한다.

■ 각 모둠에서 설계한 에코 그린 학교를 발표해보자.

■ 다른 모둠에서 설계한 에코 그린 학교에 대한 발표 내용을 듣고 평가기록지에 점수를 기입하자.

< 평 가 기 록 지 >

모둠명 평가

영역 평가 기준 배 점

5 4 3 2 1

탐구 내용

타당성(주제와 발표 내용의 타당성) 정교성(발표 자료의 완성도)

체계성(아이디어 구현 과정의 논리성) 독창성(아이디어의 창의성)

참여 태도

발표력(발표자의 태도와 능력) 충실성(상호 협력, 역할 분담)

총 점

■ 모둠별로 설계한 에코그린학교 중 최고의 에코그린학교를 선정하자.

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연구 책임

김재현 공주대학교

연구 개발진

김준태 공주대학교 홍춘표 공주대학교 이석우 공주대학교 권혁수 공주대학교 이경희 공주대학교

염주연 대전괴정고등학교 손희창 대전여자고등학교 차재경 대전한빛고등학교 최치웅 대전반석고등학교 서미연 동방고등학교 복정식 한밭여자중학교 김석천 대전관평중학교 이정경 대전관평중학교 김정민 대전문정중학교

검토 및 협력진

백성혜 한국교원대학교 박현주 조선대학교

안병일 작은손적정기술협동조합

디자인 개발진

나혜민 공주대학교 박소영 공주대학교

목차

목차

내가 만든 에코그린학교

1차시 - 에너지가 부족해 ··· 1

2차시 - 에너지의 재발견, 신•재생에너지! ··· 15

3차시 - 전자기 유도가 뭐지? ··· 27

4차시 - 나도 에너지 메이커! ··· 33

5차시 - 전자기 유도를 활용한 에코그린학교 설계하기 ··· 43

6차시 - 내가 만든 에코그린학교 ··· 51

1차시

에너지가 부족해

3

4

▢ 민수의 일기

제 목: 교실 정전

5

▢ 활동 1 - 동영상 시청. 에너지 패권 전쟁

6

▢ 활동 2 - 인터뷰 하기

▢ 활동 3 - 관점 서술문 작성하기

7 디자인 사고(Design Thinking)

8

9

10

11

12

13

2차시

에너지의 재발견,

신·재생 에너지 !

17

▢ 에코그린학교를 설계하라고?

18

▢ 활동 1 - 문명과 에너지 소비량

2035년까지 세계 에너지 소비량 크게 증가

19

▢ 활동 2 - 과제 발표하기 . 신·재생 에너지가 뭐지?

20

21 신 · 재생 에너지 소개

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23

24

25

3차시

전자기 유도가 뭐지?

29

▢ 활동 1 - 코일과 자석으로 전기를 만들 수 있을까?

30

▢ 활동 2 - 코일과 자석으로 LED에 불 켜기

31

32

▢ 활동 3 - 전자기 유도 현상 정리하기

4차시 나도 에너지 메이커

(Energy Maker)

35

▢ 우리 학교의 전기 에너지 사용 실태

장소에 따른 전기 에너지

소비량은?

교실

화장실 교무실 복도

급식실

기타

36

시간에 따른 전기 에너지 사용 용도는?

방과 후

방학

쉬는시간

점심 시간 기타

수업 시간

37

▢ 활동 1 - 아이디어 내기

<관점서술문으로 정의한 문제를 해결 방법 찾기>

38

▢ 활동 2 - 아이디어 선정하기

39

▢ 활동 3 - 아이디어 구체화하기

40

브레인스토밍(brainstorming) 방법

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5차시

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