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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. 6℃의 비밀

1

2. 빙하에서 나이테를 찾다

9

3. 지구를 위한 패션

16

4. 빛으로 에너지를 빚다

22

5. 열대지방에도 냉장고가 있다

31

6. 지속가능한 미래를 만들자

40

지구온난화와 해수면 상승

태평양의 아름다운 섬 투발루는‘미래의 아틀란티스’로 불린다. 지구 온난화로 바 닷물 수위가 높아지면 평균 해발 고도가 3m밖에 되지 않은 투발루가 물에 잠긴 다는 예측 때문이고 몰디브 섬도 유사하다.

지구 온난화에 의해 해수면이 높아지는 까닭은 무엇일까?

먼저, 그린란드와 알래스카, 북극, 남극에 존재하는 거대한 내륙 빙하가 녹기 때문이다. 이 내륙 빙하가 다 녹으면 지구 전체의 해수면을 7m 정도 높일 수 있 는 엄청난 양의 물이 쏟아진다. 다음으로, 바닷물의 열팽창도 해수면 상승의 중 요한 요인이다. 물은 온도가 1℃ 올라가면 부피가 약 0.01% 정도 팽창한다. 바닷 물의 평균 깊이를 약 3700m라고 했을 때, 수온이 1℃만 올라가도 해수면이 약 37cm나 높아진다고 한다. (미래앤컬쳐)

해수면이 상승하는 주요 원인은 무엇일까?

물의 부피가 팽창한다는 것을 물 분자의 개념으로 어떻게 설명할 수 있을까?

해수면의 상승과 아

기가 열이 날 때공 통점을 연계하여 찾아 보자.

(출처-필립스 아벤트) 아기가 열감기로 발열과 오한, 두통이 나

칭얼거린다. 열이 날 때의 체온 기준, 처치 방법 과 어느 정도가 되면 병원에 가야 할까?

정상 체온 열이 날 때의 체온 열이 날 때 처치 방법

기후변화 6도의 비밀 • 3

식물과 동물을 포함한 자연계에서 탄소의 순환이 어떻게 이루어지는

지와 인체의 체온 변화에 따른 신체 변화와 지구의 온도 변화에 따른 변 화를 비교하여 글이나 그림으로 표현하여 보자.

모둠별로 식물의 광합성부터 시작하여 탄소의 순환이 어떻게 되는지 재미있고 의 미가 잘전달되게 나타내어 보자.

1. 인체의 체온변화에 따른 신체의 변화와 지구온난화에 따른 생물권의 변화를 비 교하여 공통점과 차이점을 모둠별로 다양하게 나타내어 보자.

인체 체온 변화 지구온도 변화 정상체온 또는 온도

1도 상승 3도 상승 6도 상승 주요 원인 대처 및 완화 방법

2. 지구온난화의 예들을 주변에서 찾아보고, 영향을 줄이기 위해 우리의 생활양식 을 어떻게 바꾸어야 하는지 모둠별로 다른 사람들에게 가장 잘 알릴 수 있게 나타 내어 보자.

모둠별로 인체의 온도변화에 따른 신체적 변화와 지구의 온도 변화에 따른 생물권의 변화의 예와 지구온난화를 완화시킬 수 있는 방법들을 모둠별로 조사 토론 후 발표하게 한다.

각 모둠별로 발표를 하고 각 조별로 장단점을 기록해 보자.

1모둠-

2모둠-

3모둠-

4모둠-

지구의 온난화를 줄이기 위한 방법은?

내셔날지오그래픽의 ‘지구를 위협하는 6도의 비밀’ 동영상을 보여 주고 나서 가장 인상 깊었던 장면을 이야기하는 시간을 가지고, 지구의 운명과 모순을 해결 하기 위하여 나의 생활양식을 고쳐야 할 점을 다양하게 발표해 보자.

내셔널지오그래픽 http://tvpot.daum.n et/clip/ClipView.do

?clipid=34961413

가장 인상 깊었던 장면 지구온난화를 막기 위한 나의 노력

기후변화 6도의 비밀 • 5

교육과정 살펴보기

과학 ◈ 자유탐구

핵심 주제 확인하기

◎ 탄소 순환

•탄소 흡수-지구상 광합성 생물(식물, 물속 조류, 이끼 등)이 태양에너지를 화학에너 지로 저장

•탄소 고정-조개나 가재 등 석회질 껍질을 가진 동물 체내 합성

•탄소 이동- 먹이연쇄와 먹이사슬을 통해 이동

•탄소 배출 -모든 연료가 탈 때(석탄, 석유, 가스 등) 배출되므로 산업이 발달할수록 증가 (공장 가동, 자동차, 가정 연료 등)

◎ 지구 온난화 정의

• CO2와 같은 온실기체가 태양의 복사에너지를 흡수하고 지구 복사에너지 방출을 지연시켜 지구의 온도를 높이는 현상

• 대부분의 산업시설, 농기계, 자동차, 가정의 난방에 사용되는 화석연료의 사 용에 의해 발생되는 심각한 부작용은 CO2의 증가

• CO₂의 대기 중 농도는 산업혁명 이후 급격히 증가

◎ 대기중의 탄소를 줄이는 방법

•온도계를 걸자.

겨울의 실내 적정온도는 20℃,,, 온도를 1℃, 낮출 때마다 4%의 에너지가 절감되고 CO₂는 연간 230Kg이나 감소, 여름철 적정온도는 26도. 온도를 1도만 높여도 CO₂가 월간 3.3kg 줄어들고 이중창이나 복층 유리로 만드는 것과 커튼, 블라인드 설치.를 한다.

• 에너지 효율을 따지자.

고효율전구는 백열 전구에 비해 수명은 8배, 소비전력은 1/3이하 1등급 백열전구를 고효율 전구로 바꾸면 개당 연간 7,100원이 절약되고 CO₂는 개당 30Kg을 감소 냉장 고 속에는 음식을 60%만 채운다.

•물 사용을 줄이자.

샤워시간을 1분만 줄여도 CO₂는 7g 감소, 여름 휴가나 오랫동안 집을 비우는 명절 등에는

수도 꼭지를 꼭 잠그고, 화장실 변기에 벽돌을 넣어두어 양변기 물을 줄이는 것과 무분별한

세탁으로 물을 낭비하지 않는 습관을 가진다.

•지구를 살리는 현명한 쇼핑을 하자.

가까운 지역에서 생산한 건강한 재료로 만들어진 것을 소비

그림으로 생각 전하기

아래 그림을 보고 이 그림을 그린 의도를 생각해 보고 그렇게 생각한 이유를 적어봅 시다.

표현 의도 그렇게 생각한

이유

위와 같이 그림으로 생각을 전달하는 것을 그림문자라 합니다. 이러한 그림문자의 장 점을 생각해 봅시다.

그림으로 문자를 제작해봅시다.

다른 사람들이 쉽게 의미를 알 수 있는 그림문자를 제작해봅시다.

온도상승과 지구의 변화

지속가능한건축의 패시 브디자인, 발언출판사 (p20)

기후변화에서 연상되는 이미지를 마인드맵으로 그려 봅시다.

기후변화 6도의 비밀 • 7

형태와 색을 단순화 하여 그림문자 디자인하기

- 작품 설명 :

가장 좋은 아이디어는?

친구의 작품을 감상하면서 가장 참신한 아이디어를 찾아보고 새롭게 느낀점을 적 어 봅시다.

지구를 위해 내가 할 수 있는 일을 생각해 봅시다.

조건

①의미의 전달은 정확하게

②형태와 색은 단순하게

③내용은 참신하게

색의 기능과 역할 -검정 : 일반사항 -빨강 : 금지, 소방, 긴급, 고도위험 -파랑 : 지시

-노랑 : 주의 및 경고 -초록 : 안전, 피난, 위생, 구호

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미술

◈ 시각디자인

• 시각적인 매체를 이용하여 정보를 전달하는 다양한 디자 인

• 문자, 포스터, 마크, 그림문자(픽토그램), 인포그래픽, 일러 스트 등

핵심 주제 확인하기

◎ 그림문자(픽토 그램 pictogram )

다양한 언어권, 다양한 연령의 사람들이 모두 공감할 수 있는 의미를 전달하도 록 그림으로 제작된 디자인이다. 국제적인 행사, 교통표지 등 다양한 곳에서 사 용되고 있고, 모든 사람이 즉각적으로 이해할 수 있게 단순하고 명료하게 시각 화해 표현한다.

◎ 학생 참고 작품

기후변화 6도의 비밀 • 9

평가 계획

구분 평가기준 방법

1 우리의 생활양식과 소비가 가상수의 사용과 관련되어 있음을 인식하였는가? 수행평가 2 식재료별 가상수 사용량을 토대로 가상수를 절약할 수 있는 식단을 구성하였는가? 수행평가

3 가상수와 관련된 인포그래픽을 창의적으로 구상하였는가? 수행평가

4 본 주제와 관련된 해당 교과 교육과정 내용을 잘 이해하고 있는가? 관찰평가

프로그램 운영의 유의 사항

• 본 프로그램을 언제 어떻게 실시할 것인지 교과 교사들간 협의를 통해 융통성 있게 교육과정에 접목하도록 해야 할 것이다.

• 일부 활동의 경우 1 차시에 모두 수행하기 어려운 경우가 있는데, 이럴 때에는 활동들의 상대적 중요성을 파악해서 중요한 순서대로 활동을 진행한다.

• 학생들이 창의적으로 활동하고 설계하는 영역이 많은 만큼 교수자는 가급적 학 습자들이 자유롭고 창의적으로 사고할 수 있도록 분위기를 조성할 필요가 있다.

• 창의적 설계의 첫 부분에 제시되어 있는 “교육과정 및 주제 관련 내용”을 학 습자들이 얼마나 잘 이해하느냐가 프로그램의 성패에 크게 영향을 주기 때문에 이 부분을 학습자들이 충분히 이해할 수 있도록 설명한다.

• 본 프로그램은 지리와 미술의 특정 교육과정 부분(영역)을 대체할 수 있는 프 로그램으로 개발 된 만큼 교수자는 해당 과목의 교육과정을 반드시 숙지하고 교육에 임해야 한다.

참고 문헌 및 자료

• 토니 앨런, 류지원 역 (2012). 보이지 않는 물 가상수. 동녘 사이언스

• 에릭 밀스톤, 팀 랭 저 박준식 역 (2013). 풍성한 먹거리 비정한 식탁. 낮은 산

• 유네스코 물전문교육기관 http://www.waterfootprint.org

단군 할아버지 이전부터 있었던 일

영철이는 부모님을 따라서 과학 전시장에 가게 되었는데, 그 곳에서 어떤 전 시관을 둘러보게 되었다. 그곳에는 단군 할아버지께서 나라를 세우실 때 부터 생겼다는 얼음으로 만들어진 기둥 같은 것을 보게 되었다.

눈이 쌓이고 쌓이면 빙하가 된다. 단군 할아버지가 고조선을 건국 하셨을 시기에 내린 눈이 녹지 않고 쌓여 생긴 빙하가 현재까지도 남아 있는 곳이 있을까? 적어보고 자신의 생각과 친구들의 생각을 알아보자.

눈이 녹지 않고 계속 쌓인다고?

아래 첫 번째 그림은 눈이 계속 쌓인 흔적이 줄무늬로 남아있는 모습이다. 또한 두 번째 그림은 토양이 퇴적되어 산맥을 이룬 퇴적 산맥의 한 예를 나타낸 것이 다. 마지막 세 번째 그림은 지구에서 빙하가 있는 지역이 위성사진에 잘 나타나 보이는 것이다.

눈이 계속 녹지 않고 쌓이기만 하는 곳은 지구의 어느 장소가 가장 가능성 이 있는지 그림을 보고 이야기 해 보고, 눈이 녹지 않고 계속 쌓이면 어떤 특징을 보이게 될지 지층과 비교해 이야기 해 보자

기후변화 빙하에서 나이테를 찾다 • 13

빙하생성의 원리

다음 그림은 극지방과 같은 추운지방에서 빙하가 생성되는 과정을 나타낸 것이다.

빙하는 수백수천년 동안 쌓 인 눈이 얼음덩어리로 변하 여 그 자체의 무게로 압력 을 받아 이동하는 현상.

눈이 계속 녹지 않고 쌓이기만 하는 곳이 있을까? 지구의 어느 장소가 가장 가능성이 있는지 이야기 해 보자. 또한 눈이 녹지 않고 계속 쌓이면 어떻게 될까? 아래 키워드를 사용하여 빙하의 생성원리를 서로 토의해 보자.

만년설 얼음의 강도

얼음사이 만년설의 무게

공기 이동

결정질 얼음 얼음

빙하코어

다음 그림은 우리나라 과학자가 추운 극지방에서 빙하(氷河)의 코어(core)를 얻는 모습을 나타낸 것이다.

고(古)기후 연구자들은 온도계는 물론이고 사람도 살지 않았던 아주 오랜 옛날 시대의 온도, 대기 조성, 화산활동, 대규모 산불 등을 추리할 수 있다고 한다. 어떻게 가능할까?

빙하 속 기포방울에 속에 묻힌 정보는?

다음은 100만 년 전에 형성된 빙하 속에서 발견된 공기 방울을 찍은 사진이다.

이 기포 방울 속에 어떤 정보가 들어있을지 친구들과 서로 추론해 보자.

기후변화 빙하에서 나이테를 찾다 • 15

기후변화와 이산화탄소 농도증가

다음의 그래프는 우리나라 충남 안면도에 위치한 기후 변화 감시 센터는 1996년부터 기후 변화 원인 물질을 감시하고 있다. 기후 변화 원인 물질 중 이산화탄소는 기온 상승에 영향을 미치는 비중이 64% 정도 된다고 한다. 최근 이산화탄소 농도의 증가율(2.2ppm/년)은 과거에 비해 매우 빠르며, 이는 지구 온난화가 매우 빠르게 진행되고 있음을 나타낸다.

점점 이산화탄소가 증가하는 원인은 무엇일까? 친구들과 함께 해석하고 토론해 보자.

지구온도 변화와 미래의 환경 예상하기

이 그래프와 같은 현상이 계속 된다면 앞으로 우리 생활이 어떻게 달라질 것이다. 30년 후 우리 주변 환경과 생활모습 상상하여 그려보자.

교육과정 살펴보기

과학

◈ 지구의 복사평형

복사는 에너지의 전달 방법 중 하나이다. 에너지를 가지고 있는 모든 물체는 복사를 통해 에너지를 방출하고, 복사는 빛과 열 같은 전자기파의 형태로 나타난다. 이 때 어떤 물체가 다른 물체의 복사에서 받는 에너지와, 자신이 방출하는 복사 에너지 가 동일해지면 복사평형 상태에 도달하게 된다. 즉 복사평형 상태에 도달한 물체는 외부에서 보기에 에너지의 변화가 없어 보이기 때문에, 온도가 일정한 상태를 유지하는 것처럼 보인다.

이러한 개념은 우리 주변의 물체뿐만 아니라 지구와 같은 거대한 천체에도 적용할 수 있어서, 흔히 복사평형은 지구복사평형을 줄여서 일컫는 경우가 많다. 지구에 도달하는 태양의 복사에너 지를 100으로 볼 때, 대기와 지표 등에 흡수와 반사되는 비율은 아래와 같다.

(복사평형)

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◎ 지구 온난화

온난화 현상 자체는 과거에도 있었으나, 현대 온난화 현상의 원인은 온실가스의 증가에 있다고 보는 견해가 지배적이다. 산업 발달에 따라 석유와 석탄 같은 화 석연료를 사용하고 농업 발전을 통해 숲이 파괴되면서 온실효과의 영향이 커 졌다고 본다. 현재 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)에서 인정한 견해는 19세 기 후반 이후 지구의 연평균기온이 0.6℃ 정도 상승했다는 것이며, 20세기 전반

입지 않는 옷들 어떻게 하지?

집 옷장을 보면 오래되었거나, 치수가 맞지 않거나, 유행이 지난 등의 이유로 입 지 않게 된 옷들이 있다. 이러한 옷들은 옷장의 공간을 차지하고 있을 뿐 결국 입지 않게 되는 경우가 많다. 이러한 옷을 의미 있게 활용하는 방법은 없을까?

자기 집에 입지 않고 쌓여 있는 옷들은 어떤 것이 있는가?

모둠을 구성해서 모둠별로 입지 않는 옷을 의미 있게 활용할 수 있는 방법에는 어떤 것이 있을지 생각해 보자.

기후변화 지구를 위한 패션 • 19

나는 기부 천사!

입지 않는 옷을 활용하는 방법 중에 옷을 기부하는 방법이 있다. 특히 개발도상 국과 같은 외국에 옷을 기부하는 방법이 최근에 부각되고 있다.

환경적 측면

경제적 측면

사회적 측면

우리가 가지고 있는 옷은 대부분 합성 섬유로 만들어져 있다. 이러한 옷을 기부해 서 다른 사람이 입게 되면 어떠한 장점이 있을까?

자기가 가지고 있는 옷 중에서 외국에 기부할 옷이 있는지 생각해 보고, 그 옷을 필요로 하는 사람은 누구일지, 어떤 방법으로 기부를 할 수 있는지 찾아 보자.

합성 섬유는 석유, 석탄, 천 연가스 등을 원료로 하여 섬유를 형성하는 실 모양의 고분자를 인공적으로 만들 고 이것을 섬유 모양으로 뽑아낸 것이다.

나는 어떤 패션족?

의복을 사는 방법에 따라서 환경에 좋지 않은 영향을 주는 “패스트 패션”과 환경에 영향을 덜 주는 “슬로우 패션”으로 구분할 수 있다. 나는 어떤 부류에 속할까?

내가 가지고 있는 옷이나 옷을 사는 습관을 평가 문항에 따라서 평가해 보자.

평가 항목 그렇다 아니다

유행에 덜 민감한 옷인가?

나는 한번 산 옷을 오랫동안 입는가?

옷을 사기 전에 꼭 필요한지 생각하는가?

천연 섬유로 만든 옷을 사는가?

옷을 재사용하거나 재활용하는가?

계

(‘그렇다’가 3개 이상이면 슬로우 패션족이라고 할 수 있다.)

‘슬로우 패션족’인 친구가 있는지 찾아보고 이러한 친구들은 어떻게 옷을 사 고, 입는지 이야기를 들어보자.

패스트 패션 : 주문을 하면 바로 먹을 수 있는 패스트 푸드처럼 최신 유행을 즉각 반영하여 빠르게 제작하고 유통시킨 의복을 의미하며 슬로우 패션의 반대말이다.

기후변화 지구를 위한 패션 • 21

우리반 옷 바자회!

자기가 가지고 있는 옷 중에서 입지 않는 옷을 준비한 후 이를 활용해 간단한 바자회를 열어보자.

내가 교환하거나 구매한 옷은 어떤 기준으로 골랐는가?

바자회 활동이 어떤 면에서 긍정적이라고 생각하는지 이야기해 보자.

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기술·가정

◈의생활

• 의류 제품은 폐기하기까지 원료의 생산, 가공, 유통, 사용 의 과정을 거친다. 이 과정에서 많은 자원이 사용되고, 여 러 가지 환경 문제를 일으키므로 사용 기간을 늘리는 방법 을 생각할 필요가 있다.

◈친환경 의생활

• 의복 자원의 사용과 이산화탄소 배출을 최소화하고 의복 쓰레기를 줄이기 위한 노력을 하고, 의복의 구매부터 사용, 폐기에 이르기까지 전 과정에서 환경을 고려하는 것을 말 한다.

◈의류의 재사용

• 의류를 재사용하는 방법에는 수선하여 입는 방법, 알뜰 시 장이나 재활용 센터를 이용하여 교환하는 방법, 의류 제품 을 분류 수거하여 외국에 수출하는 방법이 있다.

◈의복의 선택과 구입

• 의복을 선택하고 구입하고자 할 때에는 입을 사람의 개인 적인 특성과 경제적인 면, 의복이 환경에 미치는 영향을 고 려해야 한다. 또한 옷을 입을 사람의 체형이나 얼굴형에 맞 는 디자인과 색상

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◎ 패스트 패션(fast fashion)과 슬로우 패션(slow fashion)

• 패스트 패션은 다양한 아이템의 옷을 소량을 재빨리 만들어 회전시키는 생 산과 유통 구조로 되어 있다. 따라서 소비자는 최신 유행의 옷을 싸게 살 수 있다. 그러나 이를 만들과 관리, 폐기하는 과정에서 쓰레기와 탄소 배출량이 많이 늘어나 환경오염을 가져오는 주번이 되고 있다. 반면, 슬로우 패션은 ‘덜 사고, 오래 입고, 다시 쓰자’는 착한 소비와 연결된다. 예를 들어 천연 소재를 원료로 옷을 만들고, 의복을 재활용함으로써 환경 오염을 최소화하는 경우이 다. 슬로우 패션은 환경 문제뿐만 아니라 공정 무역, 동물 권리의 보호, 열악 한 노동 환경 등에 대한 해결책을 찾고 실천하는 윤리적이고 가치 있는 패션 을 추구한다.

◎ 효과적인 의복 수납 요령

• 형태가 변하기 쉬운 옷은 옷걸이에 걸어서 보관하고, 티셔츠나 속옷, 양말 등 은 바르게 접어서 서랍에 보관한다.

• 서랍에 넣는 경우 무거운 옷은 아래에, 가벼운 옷은 위에 보관한다.

캠핑장에서 생긴일

가족들과 주말을 이용하여 1박 2일로 캠핑을 가게 되었다. 캠핑장이 깊은 산 속 에 위치하고 있어서‘전기’를 사용할 수 없다고 한다면, 우리 가족은 캠핑을 하 는 동안 어떤 불편함을 느끼게 될까? 또 이런 상황에서 전기를 사용할 수 있는 방법은 없을까?

전기가 들어오지 않는 캠핑장에서 우리 가족은 어떤 불편함을 겪게 될까?

전기가 없기 때문에 가족들이 불편을 겪게 되자 캠핑장에서 전기를 만들 수 있는 방법이 있을지를 고민하게 되었다. 캠핑장에서도 전기를 생산할 수 있을까? 어떤 방법을 사용하면 캠핑장에서 전기를 생산할 수 있을지 자유롭게 생각해 보자.

기후변화 빛으로 에너지를 빚다 • 25

전기줄 없이도 켜지는 전등이 있다고?

캠핑장에서 전기가 없는 생활이 불편하다는 것을 알게 된 후 전기줄이 연결되어 있지 않아도 불이 들어오는 전등(아래 그림)이 있다는 것을 알게 되었다. 이러한 전등들은 어떻게 전기줄이 연결되어 있지 않은데도 불이 켜질 수 있는 것일까?

위와 같은 전등들을 잘 관찰해 보고 전기줄이 연결되지 않았음에도 불이 켜지는 이유가 무엇인지 생각해 보자.

이러한 전등이 일반적인 전등들보다 좋은 점은 무엇이고 나쁜 점은 무엇일지 생각해 보자.

우리집에도 태양광 발전기 설치하고 싶어요!

만약 태양광 발전기를 우리 집에 설치해서 사용한다면 고려할 것들이 많을 것이 다. 모둠을 나눈 후 태양광 발전기 설치를 계획할 때 고려해야 할 것이 무엇인지 알아보자.

아래 제시된 내용에는 태양광 발전기를 설치할 때 고려해야 할 것들이 포함되어 있다. 이 내용을 참고해서 모둠별로 태양광 발전기 설치를 각 단계별로 계획해 보자.

집(아파트) 지붕 크기 원자력 발전의 과정

태양광 발전 설치시 필요한 비용 태양광 발전기 수명 우리 집의 평소 사용 전기(전력)량 태양광 발전 설치 업체 정보

화력 발전소의 위치 가족 구성원들과의 협의

• 태양광 발전기 준비

• 태양광 발전기 설치

• 태양광 발전기 설치

태양광 발전기를 소개합니다!

모둠별로 태양광 발전기 설치 계획을 발표해 보자.

다른 모둠의 발표를 잘 듣고 우리 모둠과 어떤 부분에서 차이가 있는지를 살펴 태양광 발전기 설치, 운영

절차나 방법이 한가지만 있 는 것은 아니기 때문에 제 시되어 있지 않은 내용도 더 생각해서 자유롭게 적어 보도록 한다.

기후변화 빛으로 에너지를 빚다 • 27

교육과정 살펴보기

과학

◈ 신재생에너지

• 신재생에너지는 환경에 부정적인 영향이 전혀 없거나 상대 적으로 적은 에너지원을 말한다.

• 신재생에너지는 석유를 대체하는 에너지로 태양열, 태양광 발전, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 등 11개 분야가 있다.

◈ 태양광 발전

• 태양의 빛에너지를 직접 전기로 바꾸어 사용하는 발전 방법 이다.

• 지표에 도달하는 단 1시간의 일사량(빛에너지)를 모두 전기 로 바꿀 수 있다면 전 인류가 1년간 소비하는 에너지를 공 급할 수 있다.

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◎ 모듈

• 태양 전지의 기본 단위로 시판되는 제품은 모두 “모듈” 단위로 제품화 되어 있다. 크기는 보통 가로 세로 1m에 두께는 몇 cm 정도이다. 모듈 안에는 다시 가로 세로 10cm, 두께 몇 mm의 작은 “셀(cell)”이 수십게 늘어서 있다.

실제의 발전은 이 셀에서 이루어지며, 셀 한 장에서 발생하는 전압은 약 0.5 V로 낮다(건전지 1.5V). 따라서 셀을 여러 장 직렬로 연결함으로써 전압을 올려 사용한다. 모듈을 여러 개 붙여놓은 형태를 “어레이”라고 한다.

◎ 태양광 발전의 특징

• 태양광 발전은 현실적으로 고갈될 우려가 없고 환경을 오염시키지도 않으며 이산화탄소를 배출하지도 않기 때문에 지구온난화가 큰 문제가 된 요즘에는 중요한 발전 대안으로 떠올랐다. 하지만 아직까지 해결해야 할 문제는 태양 광 발전 비용이 다른 발전 방식에 비해 비싸다는 것이다. 다양한 기술이 발 전되면서 태양광 발전 단가는 꾸준히 낮아지고 있지만 아직까지도 다른 발 전에 비하면 발전 단가가 비싼 것이 현실이다.

• 또한 에너지 변환 도중에 운동 에너지가 포함되지 않기 때문에 소음이 발생 하지 않으며 기계적인 고장도 거의 발생하지 않는다. 따라서 일반적인 발전 방식과 비교하면 점검 항목이 매우 적고 고장 확률도 매우 낮은 편이다.

태양광 모듈의 셀이 대부분 사각형인 것은 여러 셀을 이어서 붙여 사용할 때 불 필요한 면적의 낭비가 없기 때문이다.

태양광 발전은 너무 비싸다고!

태양광 발전 시설이 환경적으로 좋다는 것을 알고 설치를 결심했는데, 태양광 발 전 단가가 일반적인 전기 생산 단가의 2 ~ 5배에 이른다는 것을 알고 고민에 빠 지게 되었다.

위와 같은 상황에서 보다 많은 사람들이 태양광 발전 시설을 설치하도록 하기 위해서는 어떤 부분이 개선되어야 할지 생각해 보자.(아래의 에너지별 발전 단가 도 참고해 보자)

원자력 39.1

석탄 67.1

석유 223.7

LNG 복합 142.3

수력 136.1

풍력 100.9

<에너지별 발전 단가(단위: 원/kWh)>

기후변화 빛으로 에너지를 빚다 • 29

태양 전지의 효율을 높여보자!

태양광 발전에 사용하는 태양 전지의 발전 효율을 높이면 전기 생산 단가를 낮출 수 있다. 모둠을 나눈 후 ‘발명기법’을 활용하여 태양 전지의 효율을 높이는 아이디어를 생각해 보자.

발명기법 중에는 “더하기, 빼기, 모양바꾸기, 크기바꾸기, 반대로 생각하기, 남 의 아이디어 빌리기” 등의 방법을 활용한 발명 기법이 있다. 이 방법을 사용해 서 태양 전지의 효율을 높이기 위한 방법을 생각해 보자.

기법 효율을 높이는 방법 기법 효율을 높이는 방법

더하기

태양 전지 주변에 거울을 설치한다.

이유 : 거울에 반사된 빛이 태양 전지 로 향하도록 하면 태양 전지에 더 많 은 빛이 모이게 되기 때문에

크기 바꾸기

빼기 반대로

생각하기

모양 바꾸기

남의 아이디어

빌리기

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

태양전지의 효율이 낮아지 는 조건

• 온도가 과도하게 높을 때

• 모듈의 일부가 그림자 등 으로 가려질 때

• 날씨의 변화가 클 때

가장 좋은 아이디어는?

모둠별로 발명 기법을 활용해서 도출된 효율을 높이는 방법들 중에서 가장 좋은 방법을 골라 보고, 그렇게 생각한 이유를 발표해 보자.

• 효율을 높이는 가장 좋은 방법

• 선정한 이유

기후변화 빛으로 에너지를 빚다 • 31

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기술

◈ 발명

• 없었던 것을 새로 만들어 내거나 이미 만들어진 물건을 개선하 여 좀 더 편리하게 만드는 것을 의미한다.

◈ 발명의 요건

• 실용성 : 기존에 사용하던 것보다 더 편리해지거나 쓰임새가 커 져야 한다.

• 창의성 : 기존에 없던 것을 새롭게 만들어 낸 것이어야 한다.

• 경제성 : 적은 비용으로 높은 가치를 갖도록 만들어야 한다.

◈ 일반적인 문제 해결 과정

• 문제 확인 → 해결 방안 탐색 → 해결 방안 선정 → 실행 계획 수립 → 실행 → 평가

◈ 발명 기법

• 더하기, 빼기, 크기 바꾸기, 모양 바꾸기, 용도 바꾸기, 반대로 생각하기, 모방하기, 폐품 활용하기

핵심 주제 확인하기

◎ 태양 전지별 특징

구분 장점 단점

다 결 정 실 리 콘 • 변 환 효 율 이 다 른 전 지 보 다 높 다 . • 고 온 에 서 변 환 효 율 이 낮 다

• 가 격 이 상 대 적 으 로 비 싸 다 .

단 결 정 실 리 콘 • 오 래 됐 고 신 뢰 도 가 높 다 .

• 단 독 변 환 효 율 이 가 장 높 다 .

• 비 싸 다 .

• 고 온 에 서 변 환 효 율 이 떨 어 진 다 .

박 막 실 리 콘

• 넓 은 면 적 의 대 량 생 산 가 능 하 다 .

• 원 기 둥 이 나 비 탈 등 다 양 한 곳 에 설 치 가 능 하 다 .

• 투 명 형 도 가 능 하 다 .

• 변 환 효 율 이 다 소 낮 다 .

화 합 물 계

• 실 리 콘 공 급 에 영 향 을 받 지 않 는 다 .

• 박 막 화 가 능 하 다 .

• 실 리 콘 태 양 전 지 보 다 값 이 싸 다 .

• 변 환 효 율 이 다 소 낮 다 .

• 희 소 원 소 를 사 용 하 는 경 우 가 있 다 .

색 소 증 감 형 • 다 양 한 색 깔 로 실 내 장 식 등 에 도 이 용 가 능 하 다 .

• 내 구 성 이 약 하 다 .

• 변 환 효 율 이 낮 다 .

유 기 박 막 형 • 인 쇄 기 술 을 사 용 함 으 로 써 저 가 로 대 량

생 산 이 가 능 하 다 . • 변 환 효 율 이 낮 다 .

태양 전지 기술은 국가간, 기업간 편차가 크기 때문에 태양 전지별 특징은 실제 상황과 다소 차이가 있을 수 있다.

태양광 발전을 통한 전기 매매의 구조

태양광 발전 시설에는 일반적으로 전기를 저장하는 축전지를 포함하고 있지 않기 때문에 전력이 많이 생산되는 낮에는 남는 전력을 전력 회사에 판매하고, 전력 생산이 중단되는 밤에는 전력 회사에서 전기를 사오는 방식을 사용한다.

태양광 발전의 기본 용어

• 태 양 광 발 전 : 태 양 의 빛 을 직 접 전 기 로 바 꾸 어 사 용 하 는 발 전 방 법 .

• 태 양 열 발 전 : 햇 빛 의 열 로 물 을 데 워 사 용 하 는 발 전 방 법

• 태 양 전 지 : ‘전 지 ’라 는 이 름 이 붙 어 잇 지 만 , 건 전 지 같 은 축 전 성 능 은 없 다 . 사 용 되 는 재 료 는 실 리 콘 이 주 류 이 지 만 그 밖 에 도 여 러 종 류 가 있 다 .

• 모 듈 : 태 양 전 지 의 기 본 단 위 . 시 판 되 는 제 품 은 모 듈 단 위 로 제 품 화 되 어 있 다 .

• 셀 : 태 양 전 지 의 본 체 , 모 듈 은 셀 을 여 러 개 늘 어 세 워 만 든 다 .

• 가 대 : 모 듈 을 지 붕 등 에 부 착 하 기 위 한 구 조 물 . 일 반 적 으 로 강 철 이 나 알 루 미 늄 합 금 체 가 많 다 .

• 어 레 이 (array) : 여 러 개 의 모 듈 을 기 계 적 , 전 기 적 으 로 가 대 에 부 착 시 킨 다 수 의 태 양 전 지 .

• 파 워 컨 디 셔 너 : 태 양 전 지 에 서 발 생 하 는 직 류 전 류 를 제 어 해 가 정 용 의 교 류 , 직 류 로 변 환 하 는 장 치 .

• 태 양 광 발 전 시 스 템 : 태 양 전 지 의 어 레 이 , 파 워 컨 디 셔 너 , 배 선 , 각 종 전 력 계 등 으 로 구 성 된 다 .

• 변 환 효 율 : 태 양 전 지 의 성 능 을 나 타 내 는 지 표 의 하 나 . 태 양 전 지 가 받 은 빛 에 너 지 의 몇

% 를 전 기 에 너 지 로 바 꿀 수 있 는 지 를 나 타 낸 다 . 셀 단 위 로 계 측 한 ‘셀 변 환 효 율 ’과 모 듈 단 위 로 계 측 한 ‘모 듈 변 환 효 율 ’이 있 다 .

• 송 전 계 통 : 전 력 회 사 의 배 전 선 망 을 말 한 다 . 태 양 광 발 전 의 시 스 템 은 계 통 연 계 시 스 템 과 연 결 됨 으 로 써 발 전 한 전 력 을 전 력 회 사 에 판 매 할 수 있 다 .

• 축 전 지 : 전 력 을 저 장 할 수 있 는 전 지 . 일 반 적 으 로 태 양 광 발 전 에 는 축 전 지 를 사 용 하 지 않 실제 태양광 발전을 통한

전기 매매로 전기 사용량을 줄이면 매월 일정 금액의 전기료를 받는 것도 가능하 다.

신재생에너지는 석유를 대 체하는 에너지로 태양열, 태양광 발전, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 등 11개 분야가 있다.

열대지장의 냉장고

철이는 온도가 높은 열대지방에서 사는 사람들은 과일이나 채소를 필요할 때 마다 자연에서 채취하여 먹는지 아니면 저장하는 방법이 있는지 궁금하였다.

학교에서 선생님께서 열대지방에서도 과일과 채소를 집에서 보관하여 생활에 이용한다고 하셨다. 열대 지방에서는 음식들이 잘 부패하고 전기도 충분하지 못해 냉장고에 보관하기도 어려운데 어떻게 과일이나 채소를 상당한 기간 동안 보관하는지 탐구하기로 하였다.

열대지방에서 과일이나 야채류를 보관하는 그릇이나 장소가 있을까?

다음 그림은 우리 주변에서 과일이나 야채 등을 신선하게 보관하고 있는 사례를

나타낸 것이다.

기후변화 열대지방에도 냉장고가 있다 • 35

석빙고와 냉각단지의 차이점은 무엇인가?

다음은 우리 인류가 외부의 온도를 극복하고 더운 여름에도 차가운 상태를 유지한 방식을 나타 낸 것이다. 하나는 우리나라의 석빙고이고 또 다른 하나는 열대지방의 냉각단지이다.

A B

이 두 가지 방식의 공통점과 차이점을 말 해 보자. 또한 각 방식이 유리한 환경을 이야기 해 보자.

방식

A B

공통점

차이점

활용되는 환경

위 두 방식 중에서 열대지방 사람들이 사용하기에 유리한 방식은 어떤 것일까?

생각해 보고 자신의 생각을 말해보자. 화석연료를 사용하지 않고 위와 같은 방법을 많이 이용한다면 기후변화에 어떤 영향을 미칠까?

COOLING POT(냉각단지) 의 원리

아래 그림은 냉각단지의 모식도와 실제 모습이다. 열대지방에서도 채소와 과일을 신선하게 보관하는 용기의 과학적 원리가 무엇인지 탐구해 보자.

아래의 단어를 이용하여 냉각단지의 원리를 설명해 보자

상태변화 기화열

액체 냉각

기체 에너지

온도 분자운동

온돌, 부채, 한옥 이외에 온도를 통제하기 위해 노력했던 우리 조상의 지혜를 현재 우리가 생활하는 주변에서 찾아보자.

COOLING POT(냉각단지)은 열대지방에서 채소 등을 신선하게 보관해 사용 하는 용기를 나타낸다.

설계는 창의성, 실용성 등 을 고려하여 디자인 하고 현실성이 부족하더라도 친 구들 끼리 서로를 격려하고 잘 된 점은 칭찬할 수 있도 록 노력 하자.

기후변화 열대지방에도 냉장고가 있다 • 37

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과학

◈ 상태변화

우리 주위의 물질은 고체나 액체, 기체의 세 가지 상태로 존재 하는데, 물질은 온도나 압력에 따라 그 상태가 변하기도 한다.

즉, 고체가 녹아서 액체가 되거나 액체가 얼어서 고체가 되고, 액체는 증발하여 기체로 되며 기체는 응결되어 액체로 되는 등의 변화가 일어난다. 예를 들어 액체 상태의 물은 온도를 낮추어 어는점보다 낮아지면 고체 상태의 얼음이 되고, 온도를 높여주어 끓는점보다 높아지면 수증기와 같은 기체의 상태로 상태 변화를 한다. 이와 같은 상태 변화를 해도 모두 같은 물질로서 고유한 성질을 그대로 지닌다.

핵심 주제 확인하기

◎ 물의 분자 구조와 결합

물은 얼음일 때 육각형의 구조를 이루고 있다. 액체가 되면서 그 구조가 느슨 해지고 결합과 분리를 빠르게 하지만 그 결합은 여전히 존재한다.

◎ 기화열 [heat of vaporization, 氣化熱,]

단위 질량의 액체가 같은 온도의 기체로 변하는 데 필요한 열량. 증발열이라고도 한다. 물질의 상태(액체→기체)만 바꿀 뿐 온도를 변화시키지 않기 때문에, 숨은 열(잠열)의 일종이라 볼 수 있다. 기화열의 크기는 물질의 종류에 따라 다르며, 기체가 액체로 변할 때 방출하는 액화열과 서로 같다.

◎ 수소 결합

물은 액체나 고체일 때 수소와 산소가 결합하여 다른 액체보다도 강한 결합을 하는데 이를 수소결합이라고 한다. 이 수소결합으로 인하여 물은 지구상에 있는 다른 어떤 액체보다도 끓는점이 높은 편이다.

흙으로 만들기

나무그릇 도자그릇 유리그릇

흙으로 만든 도자기가 나무나 유리같은 재질로 만든 그릇과 다른 특징을 찾아보자.

장점 :

단점 :

도자기 성형 방법

판으로 만들기 말아 올리기 빚어 만들기 물레로 만들기 틀을 이용해 만들기

위의 성형 방법들을 살펴보고 자신이 만들고자 하는 냉각단지에 가장 적절하게 생각되는 성형방법을 선택해보자.

선택한 이유 :

기후변화 열대지방에도 냉장고가 있다 • 39

COOLING POT(냉각단지)를 직접 만들 수 있을까?

여름에 교실에서 물통을 보관할 냉각단지의 구상도를 직접 디자인해서 친구들과 서로 발표해 보고 실용성과 성공가능성을 예측해 보자.

실용성 :

성공가능성 :

설계는 창의성, 실용성 등을 고려하여 디자인 하고 현실 성이 부족하더라도 친구들 끼리 서로를 격려하고 잘된 점은 칭찬할 수 있도록 노력하자.

다양한 구상의 예

COOLING POT(냉각단지) 성공기

사진을 참고해서 냉각단지를 직접 제작하고 효과를 경험해 보자.

제 작

준 비

설 치

시간에 따른 온도 변화

처음 1시간후 2시간후 5시간후

냉각단지 ℃ ℃ ℃ ℃

일반단지 ℃ ℃ ℃ ℃

자신이 제작한 작품의 효과를 친구들과 나누고 환경에 줄 수 있는 긍정적인 면들을 찾아보자.

기후변화 열대지방에도 냉장고가 있다 • 41

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미술 ◈ 도자공예

핵심 주제 확인하기

◎ 도자공예의 특징

도자기는 점성과 가소성이 있는 점토로 형태를 만들고 이것을 불에 구워낸 것이다. 굽는 온도는 500℃이상이고 온도에 따라 토기, 도기, 석기, 자기로 나뉜다.

◎ 도자기의 제작 과정

점토의 정선과 반죽 → 성형 → 그늘에서 건조 → 초벌구이(700~1000℃) → 유약바르기 → 재벌구이(1200~1500℃)

◎ 도자기의 성형방법

판으로 만들기 말아 올리기 빚어 만들기 물레로 만들기 틀을 이용해 만들기

기후는 왜 변했을까 ?

우리나라 기후는 현재 온대 기후이다. 100년이 지난 후에도 같은 기후일까?

기후가 변화하는 이유를 위의 그림을 참고하여 글로 써보자.

햄버거와 기후변화?

햄버거를 먹는 행동이 왜 기후변화에 영향을 미치는지 위의 그림을 해석하여 글 로 적어 보자.

☞ 햄버거를 만들기 위해서는 고기(패티)가 필요하다. 이 고기를 만들기 위해 소 를 키워야 하고, 이를 위해 숲, 목초지 등을 파괴해야 한다. 1960년부터 20년 동 안 중앙아메리카 지역에서 사육하는 소의 수는 두 배로 늘었고, 숲의 25%가 목 초지 조성을 위해 사라졌다. 1970년대 말에는 중앙아메리카 전체 농토의 3분의

기후변화 지속가능한 미래를 만들자 • 45

기후가 변화하면 생활이 어떻게 달라질까?

다음은 2050년 우리나라의 기후 변화에 관한 신문기사의 일부이다.

현재처럼 탄소배출량이 지속된다면 2050년에는 한반도가 아열대 기후로 변할 것이라는 연구결과가 나왔다. 기상청 국립기상연구소(소장 권원태)는 최근 기후변화 전망 발표를 통해 전 지구적으로 2050년 기온은 2.3℃, 강수량은 3%, 해수면은 34㎝ 상승할 것이라고 밝혔다. 또한 우리나라의 경우 2050년까지 기온은 3.2℃, 강수량은 16% 증가하고, 전 해상의 해수면은 평균 27㎝ 상승할 것으로 전망했다. 여름은 19일 이상 길어져 5개월 이상 지속되고 겨울은 한 달 짧아질 것이라고 밝혔다.

위의 내용을 바탕으로, 2050년 기후변화에 따라 우리의 생활이 어떻게 변화 될지 자유롭게 생각하여 그려보고, 그에 대한 설명을 써보자.

기후변화에 따른 우리 생활의 변화모습 그림 설명

<그림>

기후변화 이렇게 극복해요!

기후변화를 극복하기 위해 구체적으로 내가 생활 속에서 실천할 수 있는 방법을 찾아보고, 그 내용을 친구들과 공유해보자.

우리들의

생각 기후변화 이렇게 극복해요!

나의 생각

친구 A (이름: )

친구 B (이름: )

친구 C (이름: )

기후변화 지속가능한 미래를 만들자 • 47

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사회

◈ 다양한 지구적 환경 문제의 발생

• 종류 : 기후변화, 사막화, 산성비, 오존층파괴, 열대우림파괴 등 • 원인 : 자연환경의 무분별한 개발과 훼손, 자원의 지나친 개발과

소비, 오염 물질의 배출 증가 등

◈ 기후변화로 인한 원인과 영향

• 기후변화 : 온실기체의 증가로 인하여 지구의 평균 기온이 지속적 으로 상승하고 있는 현상

• 기후변화 원인 : 자원의 지나친 개발과 소비(화석 연료의 사용량 증가), 삼림 파괴 등으로 인한 온실기체 발생량 증가

• 기후변화 영향 : 해수면 상승에 따른 해안 저지대 침수, 생태계 변 화, 생물종 감소, 농작물 재배 지역의 변화 등

◈ 지구적 환경 문제 해결을 위한 노력

• 개인적 노력 : 대중교통이용, 에너지 사용량 감소, 재활용 실천 등 • 국가적 노력 : 환경 및 보건에 부정적 영향을 주지 않는 수준에서

의 신재생에너지 개발 및 보급 확대, 국제규정과 협약 준수

• 국제적 노력 : 기후변화 예방을 위한 다양한 국제협약 체결, 지속 가능발전 노력

핵심 주제 확인하기

◎ 햄버거 커넥센

- 햄버거의 재료가 되는 쇠고기를 얻기 위하여 조성되는 목장에 의한 열대림 파괴현상으로 중앙아메리카에서 사육되는 소의 숫자는 1960년부터 1980년까 지의 20년 동안에 과거의 두 배로 불어났다.

- 소를 키우는 과정에서 숲이 사라지고, 이로 인해 지구의 온도는 상승하여 이 상기후를 나타내고 있다.

◎ 기후 변화의 영향

- 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 2007년 4월 지구온난화 때문에 2020년에는 말라리아와 같은 열대성 전염병이 세계적으로 만연하고, 최대 17 억 명이 물 부족으로 고통을 받을 것이라고 미리 주의를 주었다.

- 2050년 세계는 평균 2~3℃ 온도가 높아질 것이며, 이로 인해 10~20억명의 사람이 물 부족으로 인한 영향을 받게 되고, 20~30% 생물이 멸종 위기에 처 해질 것이라고 예상했다.

- 2080년대는 해수면이 약 24cm 상승하고, 해안가의 30% 이상이 잠기고 세 계 인구의 20% 이상이 홍수로 위협받을 수 있다고 내다봤다.

- 2100년쯤에는 지구 평균 기온이 최대 6.4℃, 해수면은 59cm 높아져 엄청난 환경 재앙을 불러 올 것이라고 경고했다.

ㆍ기후변화로 인한 한반도의 영향

- 2030년경(2도 상승) : 중부지방까지 아열대 기후로 확대 - 2065년경(4도 상승) : 수도권 대부분이 아열대 기후로 변화

우리는 무엇으로 전기에너지를 얻을까?

현재 우리는 무수히 많은 전자제품의 풍요로움과 편리함 속에서 살고 있다.

그런데 어느 날 한 달 동안 정전이 되었다. 우리에겐 어떤 일이 벌어질까?

한 달 동안 정전이 되었을 때 우리에게 생길 수 있는 득(장점)과 실(단점)은 무엇일 까?

정전으로 인한 득(장점) 정전으로 인한 실(단점)

화력발전으로 인한 오염물질이 줄어들어 대기오염을 줄인다.

가전제품을 사용할 수 없어 생 활이 불편해 진다.

컴퓨터를 할 수 없어 가족, 친구 들과의 대화시간이 늘어난다.

공장이 가동할 수 없어 큰 피해 를 입는다.

전기가 없었던 과거처럼 환경이 다시 깨끗해 질 것이다.

모든 전산이 마비되어 사회 혼 란이 생긴다.

‘전기’는 무엇을 통해 만들어 질까?

전기를 발생시키는 에너지‘자원’의 종류와 에너지 발생 원리를 생각해 보자.

전기를 발생시키는

에너지 자원의 종류는? 어떻게 에너지를 발생시킬까?

1) 석탄 석탄을 태워 화력발전을 한다.

2) 물 댐건설로 높은 곳에서 낮은 곳으로 물을 떨어뜨려 에너지를 얻는다.

우라늄의 핵분열로 발생되는 에너지를 통

기후변화 지속가능한 미래를 만들자 • 49

우리가 사용하는 에너지 자원이 가진 문제점은 무엇일까?

아직까지 우리나라는 화석연료에 의한 에너지 소비가 80% 이상으로 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 그러나 이러한 화석연료의 무분별한 사용은 기후변화를 초래하고 지속가능한 우리의 미래를 보장해 주지 못한다.

화석연료가 가진 문제점은 무엇이 있을까? 3가지 정도 기록해 보자.

1) 쓸 수 있는 양이 정해져 있다.(자원의 유한성, 자원의 희소성)

2) 일부 지역에만 자원이 편중되어 있다.(자원의 편재성)

3) 화석연료를 사용하는 과정에서 많은 오염물질이 발생한다.

화석연료의 사용과 기후변화는 어떤 관계가 있을지 화살표를 이용하여 나타내어 보자.

화석연료의 과도한 사용 ⇨ 이산화탄소를 비롯한 많은 온실기체가 대 기중에 대량 방출 ⇨ 온실기체로 인하여 지구온난화가 가속화 됨 ⇨ 지구온난화로 인해 세계에서 다양한 피해 발생(해수면 상승, 저지대 침 수, 기상이변으로 인한 자연재해가 빈번해짐, 사막화 증가, 식량난, 물 부족 등의 많은 피해가 발생함.)

지속가능한 우리의 미래를 만들자.

화석연료의 사용과 기후변화로 인한 문제점을 해결하기 위한 방법에는 무엇이 있 을까? 현재의 우리와 미래 세대가 함께 잘 살 수 있는 방법을 생각해보자.

웹 사이트 ‘청소년용 2050 우리나라’(http://2050.sejeong.ac.kr) 프로그램을 참고하여, 우리의 지속가능한 미래를 위해 화석연료를 대체할 수 있는 에너지 자 원과 우리의 에너지 소비형태를 어떻게 바꾸어야 하는지 기록해보자.

화석연료를 대체할 수 있는 자원의 종류와 특징을 정리해보자.(핵심주제확인-참고)

대체 에너지 특 징

태양광 태양열 풍력 수력 조력 지열 생물에너지

지속가능한 미래를 위해 각 분야별로 우리는 어떻게 에너지를 사용해야 할까?

분 야 우리의 생활 수칙

산업의 녹색화 제품의 소비를 줄여 자원 절약 실천, 자원의 적극적인 재사용 및 무분별한 낭비X 건물 효율 개선 오래된 건물에서 발생하는 에너지 손실과 비효율적인 낭비를 막고, 노후된 시설 개선 실내 온도 겨울철 난방 18~20℃, 여름철 냉방 26℃이상으로

에너지 사용량 저감

난방 연료 화석연료의 사용을 줄이고, 자연에너지 및

기후변화 지속가능한 미래를 만들자 • 51

교육과정 살펴보기

환경

◈ 자원과 에너지의 특징

- 자원은 지구상에 고르게 분포하지 않고, 일부 지역에 편중되어 있음 - 자원과 에너지 분포의 불균등과 고갈로 인하여 지역간, 민족간, 국가간

에 갈등이 생길 수 있음

- 천연자원(석유, 석탄, 천연가스)의 경우 매장량이 한정되어 있음(자원의 유한성)

◈ 자원과 에너지 사용의 변천

- 18세기 : 석탄과 같은 화석 연교의 이용과 기계의 발명

- 19세기 : 산업화와 도시화로 인구 증가와 대량 생산, 대량 소비로 바뀜

→ 자원과 에너지 소비량 급증

- 20~21세기 : 재생 가능하고 친환경적인 자원 개발, 신재생에너지 개발 및 보급

․ 우리나라는 단기간의 급속한 도시화와 산업화로 인해 자원과 에너지 소비 급증

- 석유, 석탄 등의 화석 연료의 비중이 높고, 수입의존도가 97%에 달함

․ 자원과 에너지의 지나친 사용으로 각종 환경오염 문제 및 기후변화 발생

․ 미래 자원으로서의 ‘신재생에너지’

- 신재생에너지는 자원 고갈과 화석 연료의 사용에 따른 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 기존의 화석 연료를 변환시켜 이용하거나 태양, 물, 바람, 지열 및 바이오 등 재생 가능한 자원을 이용하는 에너지

핵심 주제 확인하기

◎ 미래 자원으로서 신재생에너지의 종류와 특징

- 태양에너지 : 태양열은 온수로 바꾸고, 태양광을 전기 에너지로 바꾸는 발전 방식. 넓은 면적이 필요하며, 비가 적게 내리고 독립된 지역에서 효과적인 사 용이 가능

- 풍력에너지 : 바람의 힘을 이용하여 전기 에너지를 얻는 방식. 대관령이나 제 주도 해안가 같이 바람이 많은 곳에 설치가 유리함

- 생물에너지(바이오매스) : 동물이나 식물에서 얻은 기름이나 폐식용유를 처리, 가공하여 얻은 에너지원. 생물 에너지로 개발된 바이오 디젤을 이용하는 자동 차는 기존의 경유보다 매연이 적게 발생 함

- 수력에너지 : 하천에 작은 댐을 건설하여 물의 역학적 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전소로 강수량이 일정하면 안정적으로 에너지가 공급 됨

- 조력에너지 : 밀물과 썰물 차이가 큰 서해안 지역에 방조제를 이용한 큰 댐을 설치하여 터빈을 돌려 에너지를 얻는 발전방식. 파력에너지는 파도의 힘을 이 용한 발전 방식 임

- 지열에너지 : 지하에 있는 고온층으로부터 증기 또는 열수의 형태로 열을 받 아들여 발전하는 방식. 지열발전은 원리적으로 연료를 필요로 하지 않으므로 연료 연소에 따르는 환경오염이 없는 클린에너지 임

- 폐기물에너지 : 쓰레기가 썩을 때 발생하는 가스를 모아 사용하거나 쓰레기를 태울 때 나오는 열을 이용하는 발전 방식

- 연료전지 : 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전지로 자동차에 이용되 거나 가정에서 사용하는 신에너지

기후변화 지속가능한 미래를 만들자 • 53

사진 및 삽화 출처: 기후변화 중학교

- 이미지 투데이 - 세종교육소식 - 극지연구소 - 그린스타트 - (주)한국리레이 - 통영시청 - 통영 롯데마트 - 태안군청

- http://engineering.curiouscatblog.net/2008/04/03/refrigerator-without-electricity/

- http://www.treehugger.com/renewable-energy/solar-fridge-invented-again-by-uk-student.html

- http://myquidoo.com/2013/04/a-fridge-without-using-electricity.html

※ 본 교재에 사용한 사진, 삽화는 원 저작자의 동의를 구하였거나 직접 제작한 것임. 일부 해외 저작물 중 원 저작 자와 연락이 되지 않는 경우 우선 저작물을 사용하였고, 저작자와 지속적으로 연락을 취할 예정임.

2013 융합인재교육(STEAM) 프로그램

기후를 지키는 STEAM

기후변화 중학교 학생용 교재

저 자 김찬국, 박년배, 조성화, 이재붕, 정옥영 육혜경, 이은경, 신현수, 이지원

발행일 2014년 1월 10일