2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

이리고등학교

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형( ○ )

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

( )

2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( )

7. 고교학점제 기반 학습형

( )

3. 온라인 기반 학습형

( )

8. 예·체능 중심 활동수업형

( )

4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

( )

5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

( ○ )

② 글로벌형 ( ) StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명

황사와 미세먼지에 대비하는 우리의 자세 STEAM 프로그램

신규 개발 ○ 기 개발

학교급

고등학교

대상 학년(군)

1학년

중심과목

통합과학

중심과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] 지구시스템 순환, [고등학교 1학년] 지구환경의 변화

연계과목

과학탐구실험, 미술 연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년]

과학관련 현상 및 사회적 이슈 [고등학교 1학년]

과학 핵심 개념 활용 문제 해결 [고등학교]

사회현상과 미술을 통한 참여

연구기간

2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 4명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 3명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 이리고등학교 교사 이정석 통합과학

참여연구원 이리고등학교 교사 박경현 과학탐구실험

참여연구원 이리고등학교 교사 송윤미 미술

참여연구원 이리고등학교 교사 한소영 미술

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 12일

주관연구기관장 :이 종 혁(직인) 연구책임자 :이 정 석(서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

··· 01

2. 서론

··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 03

나. 성과 확산 및 실천 ··· 03

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 03

(2) STEAM 수업나눔 행사 개최 ··· 03

(3) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 05

(2) 교원 만족도 조사 ··· 05

4. 결론 및 제언

··· 06

5. 참고문헌

··· 06

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물, 수업활동 및 수업나눔 등

1. 요약문

코로나19 발생 이후, 국내의 미세먼지 발생일이 줄어감에 따라 이에 따른 학생들의 경각심이 줄어들고 있음을 인지하였다. 이에 ‘황사’와 ‘미세먼지’를 주제로 총 4명의 교사가 9차시의 프로그램을 개발하여 운영하였으며, 이 프로그램을 통해 다음 과 같은 교육적 효과를 얻고자 한다.

1. 학생들의 배경지식 향상

- 여러 교과를 통해 배경지식을 습득하여 더 나은 결과물을 얻을 수 있다.

2. 협동능력 및 표현력 신장

- 모둠수업을 통해 모둠원들 간의 협동능력을 기르고 역할 분배 및 다양한 활동 을 통한 문제해결력을 신장하고자 함.

- 활동중심의 수업을 진행하여 결과물을 제작하여 환경문제에 대한 표현력을 신 장시키고자 함.

3, 교과간 통합

- STEAM교육의 최종 목표로 여러 교과에서 같은 주제로 활동중심의 수업을 하 며 넓은 배경지식을 습득하고 교과간 연계를 통해 주제에 대해 이해하고 확장 하는 능력을 배양할 수 있음.

2. 서론

STEAM교사 연구회에서 다양한 환경문제와 이를 바라보는 학생들의 시각과 태도 에 대한 고찰의 필요성을 인식하고 , 이를 알아보고자 활동 중심의 수업을 설계하여 연구회 활동을 진행함 . 이에 따라 ‘황사와 미세먼지에 대비하는 우리의 자세’를 주제 로 결정하여 학생들이 환경문제에 대한 심각성을 인지하도록 수업을 설계함 . 미술 교과와 연계하여 표현력을 신장하고 모둠활동을 통해 협동능력을 배양하고자 함 .

이를 통해 학생들의 교육적인 효과 뿐만아니라 교사 연구회를 통해 교직원간에도

교과 융합을 하기 위해 노력하는 분위기가 확산되도록 프로그랩을 개발하여 적용함 .

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

황사와 미세먼지에 대비하는 우리의 자세 STEAM 프로그램

선행

프로그램명 해당 없음

학교급 고등학교

대상 학년(군) 1학년

목표 수혜학생 수 274명

중심과목 통합과학 중심과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] 지구시스템 순환, [고등학교 1학년] 지구환경의 변화

연계과목 과학탐구실 험, 미술

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년]

과학관련 현상 및 사회적 이슈 [고등학교 1학년]

과학 핵심 개념 활용 문제 해결 [고등학교]

사회현상과 미술을 통한 참여

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 5 통합과학(5)

2 1 과학탐구실험(1)

3 3 미술(3)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 9차시

수업 적용 기간 2021. 8. 1. ~ 2021. 11. 19.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 이리고등학교 274명(고등학교 1학년 전교생)

학생 태도검사

1차(사전) 검사 7월 12일, 10개 학급(274명) 실시완료 2차(사후) 검사 11월 1일, 10개 학급(274명) 실시완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 10일 실시 완료

논문 게재

* 해당하는 경우만 기입

학회명 해당 없음

게재여부

학술대회 참가

* 해당하는 경우만 기입

행사명 해당 없음

일자/장소 특허출원(국외, 국내)

* 해당하는 경우만 기입 출원명 해당 없음

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용 (가) 개발 중점사항

① 황사, 미세먼지에 대한 넓은 분야에 걸친 이해 ② 환경, 기후변화 등에 대한 인식 및 태도 변화

③ 환경 및 기후변화 문제 인식 및 이에 따른 표현능력 신장 ④ 과학적인 문제 해결력 신장

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1 지구시스템과 황사, 미세먼지

지구시스템의 상호작용과

순환에 대한 이해 1학년 완료 완료 274

2 환경과 황사, 미세 먼지

지구 환경 변화와 황사, 미

세먼지의 경향성 1학년 완료 완료 274

3∼4 황사와 미세먼지의 화학적 이해

황사와 미세먼지의 성분에

대한 이해 1학년 완료 완료 274

5 황사와 미세먼지의 물리적 이해

황사와 미세먼지의 크기의

이해 및 비교, 시각적 표현 1학년 완료 완료 274 6∼8 황사와 미세먼지에

대처하는 우리의 자세

깨끗한 공기를 위한 우리

의 작은 행동 1학년 완료 완료 274

9 황사와 미세먼지 해결 황사와 미세먼지 해결을

위한 과학적 접근 1학년 완료 완료 274

합계 1,370

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.8.24. 과학과 사무실 STEAM교사 연구회

(4명) - STEAM 운영 중간 점검

2차 ‘21.10.30. 과학과 사무실 STEAM교사 연구회 (4명)

- STEAM 수업 나눔 일정 공유 및 홍보 - 학생활동 중심 수업 모형 보완

(2) STEAM 수업나눔 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.10.25.∼10.29. 교내 전체 교직원 및 학부모 - STEAM 수업 진행 안내 - 공개수업 실시

(3) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 송윤미 교사(참여연구원) - STEAM연구회에 대한 이해

- STEAM프로그램 개발을 위한 방법

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 박경현 교사(참여연구원) - 교과간 융합을 위한 프로그램 개발 - 학생중심 활동 모형의 STEAM교육

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

구분 조사 시기 내용 비고

1차(사전)검사 ’21.7.12. ~ ’21.7.16. 수업 전 10개 학급(274명) 실시 완료 신뢰도 확보를 위한 대상학생

전체 선정 2차(사후)검사 ’21.11.1. ~ ’21.11.5. 수업 후 10개 학급(274명) 실시 완료

(2) 교원 만족도 조사

구분 조사 시기 내용 비고

만족도 검사 ’21.11.1. ~ ’21.11.19. 수업 후 STEAM 연구회(4명) 실시 완료

4. 결론 및 제언

○ 2021년 STEAM 교사연구회 활동을 통해 교사들이 함께 융합수업을 준비하고 개 발하는 과정을 통해 노하우와 협력적 마인드를 겸비함 .

○ 획일적인 교과 수업방식에서 탈피하여 학생 활동 및 실험 중심의 수업을 통해 결과물을 도출하는 수업을 진행하여 학생들의 문제해결력을 신장함 .

○ 수업 나눔을 통해 수업을 자유롭게 공개하고 이를 통해 교직원간에 STEAM 교 과 융합의 필요성에 대한 인식이 확산됨 .

○ 학생들의 수업 결과 산출물을 함께 평가하며 수행평가, 생활기록부 기재 방법 등 STEAM 수업을 위한 여러 방안을 도출함.

○ 추후 더 많은 교과의 융합을 통해 심도있는 연구회를 조직하고 교육과정에 일반 화 시킬 수 있도록 기대함 .

5. 참고문헌

미세먼지와 기후변화…그리고 지구의 날(정연만), 미세먼지의 유해성과 기후변화와의 상관관계(박세환), 미래앤 고등학교 통합과학, 지학사 개념풀 통합과학, 네이버 지식 백과, NEWTON’과학 234 : 전자현미경 으로 포착한 인체의 미세 구조 영상, 환경재단, news1, 머니투데이, ONDAZUL Foundation, 환경부

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램명: 황사와 미세먼지에 대비하는 우리의 자세 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1/9

[10 통과04-01]

지구 시스템은 태양계라는 시스템의 구성요소이면서 그 자체로 수많은 생명체를 포 함하는 시스템임을 추론하고, 지구 시스템을 구성하는 하위 요소를 분석할 수 있다.

[고등학교 1 학년]

통합과학

2 2/9

[10 통과08-03]

엘니뇨, 사막화 등과 같은 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치는 영향을 분석하고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 찾아 토론할 수 있다.

[고등학교 1 학년]

통합과학

3 3∼4/9

[10 통과01-04]

지구와 생명체를 구성하는 주요 원소들이 결합을 형성하는 이유와 원소들의 성질에 따라 형성되는 결합의 종류를 추론할 수 있다.

[고등학교 1 학년]

통합과학

4 5/9

[10 과탐02-08]

탐구 수행으로 얻은 정성적 혹은 정량적 데이터를 분석하고 그 결과를 다양하게 표 상하고 소통할 수 있다.

[고등학교 1 학년]

과학탐구실험

5 6~8/9

[고미01-03]

현대의 사회적 현상과 문제를 이해하고 미술을 통한 해결 방안을 모색할 수 있다.

[고미02-04]

주제와 표현 의도, 재료와 표현 방법, 매체, 표현 과정, 결과 등을 종합적으로 검토할 수 있다.

[고등학교 1~3학년]

미술

6 9/9

[10 통과09-05]

인류 문명의 지속가능한 발전을 위한 신재생 에너지 기술 개발의 필요성과 파력 발 전, 조력 발전, 연료 전지 등을 정성적으로 이해하고, 에너지 문제를 해결하기 위한 현대 과학의 노력과 산물을 예시할 수 있다.

[고등학교 1 학년]

통합과학

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 9차시)

차시 주요내용

1 /9

주제(단원)명 지구시스템의 상호작용과 순환에 대한 이해

지구시스템의 구성과 상호작용에 대하여 이해하기

Co 태양계 자료를 통한 시스템에 대한 이해

Co 전자기계(컴퓨터)의 부품별 역할에 대한 이해

ET 인체의 시스템에 대한 이해

Co <활동지>를 통한 지구시스템의 구성 이해하기

Co <자료 1>을 통한 지구시스템의 상호작용 이해하기

CD 제시된 자료 외에 더 많은 상호작용을 찾아보기

차시 주요내용

CD 지구시스템의 물질과 에너지 순환을 창의적으로 비유하여 표현하기

ET 조별로 작성한 지구시스템의 상호작용과 미래 인간생활에 대해 토론하기

CD 다음시간에 학습할 황사와 미세먼지의 성질에 대한 안내

2 /9

주제(단원)명 지구 환경 변화와 황사, 미세먼지의 경향성 기후변화와 황사, 미세먼지 연계하여 생각하는 능력 기르기.

Co 황사와 미세먼지가 발생하는 과정 살펴보기

Co 황사와 미세먼지가 인체와 기후에 미치는 영향 토의하기

ET 황사와 미세먼지의 위험성 인식하기

CD <활동 1>황사와 미세먼지가 기후변화에 주는 영향 알아보기

CD 미래의 기후변화 예상하기

ET 기후변화와 미세먼지에 대응하기 위한 인간의 노력 알아보기

CD 다음시간에 학습할 미세먼지의 성질에 대한 안내

3∼4 /9

주제(단원)명 황사와 미세먼지의 성분에 대한 이해

화학결합에 따른 물질의 성질을 황사, 미세먼지와 연계하여 이해하기

▪ ^Co 미세먼지의 심각성에 대한 뉴스 영상 보기

▪ ^ET 미세먼지가 인체와 환경에 미치는 영향에 대해 예측해보기

▪ ^Co 화학 결합의 종류와 특징에 대한 학습 내용 확인

▪ ^Co 이온 결합 물질과 공유 결합 물질의 특징에 대한 자료 제시

▪ ^Co 황사와 미세먼지의 성분에 대한 신문 기사 제시

▪ ^CD 황사와 미세먼지를 구성하는 물질의 종류를 조사하여 특징 찾아보기

▪ ^ET 모둠별로 조사한 황사와 미세먼지 구성물질 중 1 가지에 대한 경고문 작성

▪ ^ET 조별로 작성한 황사 및 미세먼지 구성물질에 대한 경고문 발표

▪ ^Co 미세먼지가 우리 인체에 미치는 영향에 대한 동영상 감상

▪ ^CD 다음시간에 학습할 황사와 미세먼지 관련 현상 및 사회적 이슈에 대한 안내

5 /9

주제(단원)명 황사와 미세먼지의 크기의 이해 및 비교, 시각적 표현

황사와 미세먼지의 크기 자료를 해석하기

▪ ^Co 초미세먼지가 폐암을 일으키는 과정에 대한 영상 보기

▪ ^ET 영상을 통해 미세먼지와 초미세먼지의 크기 추론해보기

▪ ^CD 우리 몸의 여러 기관들의 크기에 대해 알아보기

▪ ^Co 머리카락의 평균 굵기를 60μm라고 가정하고, 황사, 미세먼지, 초미세먼지와 머리카락의 굵기 비교하기

▪ ^CD 다양한 방법으로 머리카락과 비교한 황사, 미세먼지, 초미세먼지의 크기를 시각적으로 표현하기

▪ ^ET 황사, 미세먼지, 초미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대한 토론

▪ ^ET 조별로 토론한 내용 발표

▪ ^CD 조별 토론 결과 정리 및 학습 내용 정리

▪ ^Co 황사, 미세먼지에 대한 예술작품에 대한 소개 및 다음 차시 안내

6~8 /9

주제(단원)명 미술, 일상으로 젖어 들다

“깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동”을 주제로 티셔츠 제작하기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

차시 주요내용

◾ ^{Co ET} 미술이 말이나 글 보다 효과적인 의사소통 수단으로써 사회 문제에 참여하고 영 향력을 끼친 사례 및 작품을 감상한다.

◾ ^Co 황사와 미세먼지에 대한 사회적 문제를 다룬 미술 작품을 감상한다.

◾ ^Co 학습목표를 인지한다.

◾ ^{CD ET} 깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동이 무엇이 있을까 탐색해본다.

◾ ^CD 주제를 창의적으로 표현 할 방법을 구상해본다.

◾ ^{CD ET} 활동지에 아이디어 스케치를 하여 디자인한다.

◾ ^{CD ET} 티셔츠에 디자인을 옮긴 후 채색하여 작품을 제작한다.

◾ ^ET 서로의 작품을 감상하며 작품에 대해 이야기를 나눈다.

◾ ^CD 깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동, 일명 깨우행 캠페인을 계획한다.

◾ ^ET 자신이 전달하고자 하는 메시지가 잘 드러났는지, 주제가 효과적으로 표현되었는지 평가한다.

9 /9

주제(단원)명 황사와 미세먼지 해결을 위한 과학적 접근

문제해결을 위해 과학적으로 접근하여 표현하기

▪ ^Co 기후변화로 인하여 사라져 가는 지형

▪ ^Co 미세먼지로 인하여 발생하는 질병

▪ ^CD 과학적 근거를 기반으로 미세먼지 문제해결 방안 수립하기

▪ ^Co 각 모둠별 아이디어를 공유하고 보완하기

▪ ^ET 미세먼지와 기후변화의 문제를 해결하기 위한 국가단위의 노력 방안 포함하기

▪ ^ET 조별 아이디어 정리 및 전시

◾ ^CD 생활속에서 미세먼지 저감을 위한 행동 및 노력방안 찾기

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교]

Ⅳ. 지구시스템

중심과목

성취기준

[10통과04-01]

주제(단원)명

지구시스템의 상호작용 및 순환

^{차시 1/9}

학습목표 ▪ 지구시스템은 수많은 생명체를 포함하는 시스템이라는 것을 추론할 수 있다.

▪ 지구시스템을 구성하는 하위 요소를 분석할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [고미02-02]

STEAM 요소

S 과학(지구시스템의 구성과 상호작용, 에너지와 물질의 순환) T 기술(기계(컴퓨터)의 동작)

E

A 인문·예술(주제의 확장)

M

개발 의도 지구시스템의 구성을 알고, 권역 간 에너지와 물질의 순환과정을 이해하여 이를 창의적 으로 표현하는 능력을 신장한다.

지구시스템은 기권, 수권, 지권, 생물권, 외권으로 구성되어 있으며, 이 5 개의 권역은 서로 에너지와 물질을 순환하며 상호작용하고 있다. 이러한 자연현상은 우리 주변에 굉장히 많은 예시가 있으나, 지 구시스템에 대한 내용을 제대로 학습하지 않고 관찰한다면 이해할 수 있는 폭이 많이 좁아질 수 있다.

따라서 주변에서 발생하는 자연현상을 통해 권역 간 에너지의 이동과 물질의 순환과정을 이해하고 이 를 미술 작품과 같이 창의적으로 표현하는 능력을 신장하여 더욱 쉽게 설명하는 능력을 신장하고자 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

▪ 지구시스템이 여러 하위권역으로 이루어 졌다는 인식

▪ 지구시스템은 독립 적으로 존재하지 않 는 다는 인식

창 의 적 설 계

창의적 설계

▪ 지구시스템이 생명 체가 살아가는데 미 치는 영향 알아보기

감 성 적 체 험

▪ 자연현상이 발생하는 지구시스 템 하위 권역 찾기

▪ 상호작용으로 인한 자연현상 찾기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 태양계 자료를 통한 시스템에 대한 이해

Co 전자기계(컴퓨터)의 부품별 역할에 대한 이해

ET 인체의 시스템에 대한 이해

Tip! 지구계 와 비교할 수 있도록 상황 제시

전개 (30 분)

▪ ^Co <활동지>를 통한 지구시스템의 구성 이해하기

▪ ^Co <자료 1>을 통한 지구시스템의 상호작용 이해하기

<자료 1>

^CD 제시된 자료 외에 더 많은 상호작용을 찾아보기

▪ ^CD 지구시스템의 물질과 에너지 순환을 창의적으로 비유하여 표현하기 (예시 자료)

정리 (10 분)

▪ ^ET 조별로 작성한 지구시스템의 상호작용과 미래 인간생활에 대해 토론하기

▪ ^CD 다음시간에 학습할 황사와 미세먼지와 기후변화에 대한 안내

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교]

Ⅷ. 생태계와 환경

중심과목

성취기준 [10통과08-03]

주제(단원)명

지구 환경 변화와 황사, 미세먼지의 경향성

차시 2/9

학습목표 ▪ 황사와 미세먼지의 발생을 지구시스템의 상호작용으로 설명할 수 있다.

▪ 지구 환경 변화에 따른 황사와 미세먼지의 경향성을 설명할 수 있다.

연계과목 통합사회 연계과목

성취기준 영역 [10통사02-01]

STEAM 요소

S 과학(황사와 미세먼지) T 기술(기계를 통한 측정법) E

A 인문·예술(기후) M

개발 의도 환경적으로 문제가 되고 있는 황사와 미세먼지의 발생과정을 이해하고 지구의 기후변화 가 미치는 영향에 대하여 학습함으로서 환경에 대해 생각해볼 수 있도록 한다.

황사는 자연적으로 바람에 의해 발생하는 흙먼지·모래가 이동하며 지표에 떨어지는 현상을, 미세먼지 는 인위적으로 발생하여 황사와는 다른 성분으로 사람에게 해로운 물질로 구성되어 있다. 이러한 황사 와 미세먼지가 기후변화에 따라 어떠한 경향성을 갖고 변해가는지 알아봄으로서 미래에 대처하는 자 세와 태도에 대하여 고민해볼 수 있는 계기를 마련한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

▪ 황사와 미세먼지의 발생과 그 차이를 인식한다.

▪ 황사와 미세먼지가 미치는 영향 알아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

▪ 황사와 미세먼지로 인한 기후변화에 대 해 인식한다.

감 성 적 체 험

▪ 기후변화에 따른 황사와 미세 먼지의 경향성 알아보기

▪ 미래 기후변화 예상하기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 황사와 미세먼지가 발생하는 과정 살펴보기

(https://www.youtube.com/watch?v=akUcEwkWoqA&ab_channel=YTNnews)

Co 황사와 미세먼지가 인체와 기후에 미치는 영향 토의하기

ET 황사와 미세먼지의 위험성 인식하기

Tip! 시청시 발 생 과 정 의 차이점을 관 찰하기

전개 (30 분)

▪ ^CD <활동 1>황사와 미세먼지가 기후변화에 주는 영향 알아보기 주어진 자료와 추가 자료 검색을 통해 조사 실시

▪ ^CD 미래의 기후변화 예상하기

각 모둠별로 <활동 1>에서 만든 자료를 통해 미래의 기후변화 토론하기

Tip!

미세먼지가 기후변화에 주는 영향 뿐만 아니라

기후변화가 미세먼지에 주는 영향도

함께 알아보도록

지도

정리 (10 분)

▪ ^ET 기후변화와 미세먼지에 대응하기 위한 인간의 노력 알아보기

▪ ^CD 다음시간에 학습할 미세먼지의 성질에 대한 안내

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (15 분)

▪ ^Co 미세먼지의 심각성에 대한 뉴스 영상 보기

▪ ^ET 미세먼지가 인체와 환경에 미치는 영향에 대해 예측해보기

▪ ^Co 화학 결합의 종류와 특징에 대한 학습 내용 확인

동영상 https://ww w.youtube.c

om/watch?

v=AdVIiKA1 4oQ

전개 (65 분)

▪ ^Co 이온 결합 물질과 공유 결합 물질의 특징에 대한 자료 제시 - <자료 1>을 통해 화학 결합에 따른 물질의 특징 이해하기

- <자료 2>를 통해 지구 시스템과 생명 시스템을 구성하는 물질 알아보기

▪ ^Co 황사와 미세먼지의 성분에 대한 신문 기사 제시

- <자료 3>을 통해 황사와 미세먼지를 구성하는 성분에 대한 인식

CD 황사와 미세먼지를 구성하는 물질의 종류를 조사하여 특징 찾아보기 - 황사와 미세먼지의 구성원에 대해 조사하여 <자료 4>를 작성해 보기

ET 모둠별로 조사한 황사와 미세먼지 구성물질 중 1 가지에 대한 경고문 작성 - 황사와 미세먼지에 대한 구성물질 중 1 가지를 골라 환경 및 인체에 미치는

<자료 1>

<자료 2>

<자료 3>

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교]

Ⅰ. 물질의 규칙성과 결합

중심과목

성취기준 [10통과01-05]

주제(단원)명 화학 결합과 물질의 성질 차시 3~4/8

학습목표 ▪ 화학 결합에 따른 물질의 성질을 추론하고, 이를 바탕으로 황사와 미세먼지의 구성 성분의 종류와 특징을 예측할 수 있다.

연계과목 통합과학 연계과목

성취기준 영역 [10통과01-04]

STEAM 요소

S 과학(화학 결합, 물질의 성질) T 기술(전자 기기를 활용한 자료 조사) E

A M 개발 의도

황사와 미세먼지의 주요 성분이 어떤 원소들로 구성되어 있는지, 어떤 화학 결합을 형성 하는지 관련성을 깨닫고, 이를 바탕으로 황사와 미세먼지의 주요 성분의 특징을 파악하고, 이것들이 환경과 인체에 미치는 영향에 대해 예측할 수 있는 능력을 기른다.

물질은 원소로 구성되어 있다. 자연에 존재하는 118 가지 원소들이 화학 결합을 통해 다양한 물질을 만들어 내고 있고, 같은 원소로 구성되어 있다고 해도 물질마다 성질이 다르다. 물질들 중에는 우리의 인체와 환경에 도움이 되는 물질도 있지만, 때로는 우리의 건강을 해치고 환경을 파괴하는 물질도 존재한다. 최근 환경에 큰 이슈가 되고 있는 황사와 미세먼지 역시 마찬가지이다. 황사와 미세먼지를 구성하는 물질들 역시 원소의 화학 결합으로 이루어져 있으며, 이렇게 만들어진 물질들이 우리의 건강에 악영향을 미치고 있다. 이러한 물질들에 대해 알아보며 우리의 삶에 미치는 영향에 대해 고민해볼 수 있는 계기를 마련한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

▪ 화학 결합의 종류 와 물질의 성질에 대한 인식

▪ 황사와 미세먼지를 구성하는 물질의 종 류에 대한 인식

창 의 적 설 계

창의적 설계

▪ 황사와 미세먼지를 구성하는 물질이 우 리에게 미치는 영향 에 대해 알아보기

감 성 적 체 험

▪ 황사와 미세먼지를 구성하는 물질이 어떤 원소와 어떤 화학 결합으로 이루어져 있는지 추 론하기

감성적 체험 영향에 대한 경고문 작성

정리 (20 분)

▪ ^ET 조별로 작성한 황사 및 미세먼지 구성물질에 대한 경고문 발표

▪ ^Co 미세먼지가 우리 인체에 미치는 영향에 대한 동영상 감상

▪ ^CD 다음시간에 학습할 황사와 미세먼지 관련 현상 및 사회적 이슈에 대한 안내 동영상 http s://w ww.youtub e.com/wat ch?v=XtAF Lvhlf4I

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

▪ ^Co 초미세먼지가 폐암을 일으키는 과정에 대한 영상 보기

▪ ^ET 영상을 통해 미세먼지와 초미세먼지의 크기 추론해보기

동영상 https://ww w.youtube.c

om/watch?

v=8M9l4zqt CVs

전개 (40 분)

▪ 황사, 미세먼지, 초미세먼지의 크기에 대한 자료 검색

- <자료 1>의 신문기사를를 이용해 황사, 미세먼지, 초미세먼지의 크기를 알아 보고, 검색을 통해 PM10, PM2.5 의 의미 인식하기

▪ ^CD 우리 몸의 여러 기관들의 크기에 대해 알아보기

- 자료 검색과 <자료 2>를 통해 우리 몸의 여러 기관들의 크기에 대해 조사하여 정리해보자

▪ ^Co 머리카락의 평균 굵기를 60μm 라고 가정하고, 황사, 미세먼지, 초미세먼지 와 머리카락의 굵기 비교하기

- <자료 3>에 머리카락과 황사, 미세먼지, 초미세먼지의 크기를 비교하기 : 몇배인지 혹은 1 : x 등 다양한 방법으로 비교할 수 있다.

CD 다양한 방법으로 머리카락과 비교한 황사, 미세먼지, 초미세먼지의 크기를 시각적으로 표현하기

- 머리카락을 확대한 모형을 그림, 클레이 모형 등 다양한 방법으로 나타내고, 이와 비교하여 황사, 미세먼지, 초미세먼지도 확대하여 표현한다.<자료 4>

- 그림의 경우 그려서 표현하고, 모형의 경우 사진을 찍어 <자료 4>에 첨부

ET 황사, 미세먼지, 초미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대한 토론

- 인체 여러 기관의 크기와 비교하였을 때, 황사, 미세먼지, 초미세먼지가 인체 에 어떤 영향을 미칠지 예상해보고, 조별로 토론한 결과를 정리해보자.

<자료 1>

<자료 2>

<자료 3>

<자료 4>

정리 (5 분)

▪ ^ET 조별로 토론한 내용 발표

▪ ^CD 조별 토론 결과 정리 및 학습 내용 정리

▪ ^Co 황사, 미세먼지에 대한 예술작품에 대한 소개 및 다음 차시 안내

동영상 https:// w ww.youtub e.com/wat ch?v=XtAF Lvhlf4I

중심과목 과학탐구실험 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교]

Ⅱ. 생활 속의 과학 탐구

중심과목

성취기준 [10과탐02-08]

주제(단원)명 자료가 하는 말, 눈에 보이는 자료 차시 5/8

학습목표 ▪ 자료 조사를 통해 미세먼지와 황사의 크기를 인식하고, 그 크기를 상대적으로 계산하 여 시각적으로 인식 가능하게 표현할 수 있다.

연계과목 통합과학 연계과목

성취기준 영역 [10통과08-03]

STEAM 요소

S 과학(미세먼지와 황사)

T 기술(전자 기기를 활용한 자료 조사) E

A 미술(미세먼지의 크기를 상대적으로 표현하기) M 수학(미세먼지 크기의 상대적 비교)

개발 의도

황사와 미세먼지는 크기가 매우 작아 눈으로 볼 수도 피부로 느낄 수도 없다. 이러한 미세먼지와 황사를 학생들이 느낄 수 있는 크기로 확대해서 이야기 해 보면서 크기에 대한 상대성을 인식하고 눈에 보이지 않는 미세 세계에 대해 이해할 수 있는 계기를 가진다.

황사 입자 크기는 10~1,000μm 까지 다양한데 1,000μm 의 입자를 통칭 황사라고 한다. 이에 비해 미세먼지는 매우 작다. 일반적으로 지름이 10μm 보다 작은 먼지를 미세먼지, 2.5μm 보다 작은 먼지를 초미세먼지라고 부른다. 사람의 머리카락의 일반적인 지름이 50~70μm 정도라고 할 때, 미세먼지의 크기가 얼마나 작은지 비교할 수 있다. 이렇게 작은 미세먼지는 우리가 눈으로 볼 수도, 손으로 만질수도 없다. 눈으로 볼 수 있는 황사에 비해 인체에는 더 위험할 수 있지만 시각적으로 볼 수 없어 그 심각성을 느끼지 못할 때도 많다. 이러한 미세먼지의 크기를 상대적으로 나타내 보며 수학적으로 비교, 분석하는 시간을 가지고 인체에 어떤 악영향을 줄 수 있는지 인식할 수 있으며, 미세 세계에 대해 한 발 더 다가설 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

▪ 황사와 미세먼지의 크기 인식

창 의 적 설 계

창의적 설계

▪ 우리 주변의 사물을 이용하여 미세먼지의 크기를 시각적으로

나타내기

감 성 적 체 험

▪ 인체의 여러 기관의 크기와 비교하여 미세먼지의 상대적 크기 인식

감성적 체험

중심과목 미술 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] (1) 체험 중심과목 성취기준

[12미01-03]

현대의 사회 현상과 문제를 이해하고 미 술을 통한 참여 방안을 모색할 수 있다.

주제(단원)명 미술, 일상으로 젖어 들다 차시 6~8/9

학습목표 1. 황사와 미세먼지로 인한 환경문제에 대해 살펴보고 참여방안에 대해 이야기할 수 있다.

2. “깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동”을 주제로 티셔츠를 제작할 수 있다.

연계과목 통합과학 연계과목

성취기준 영역

[10통과04-01]

STEAM 요소

S 과학(기후변화) T

E

A 사회, 예술(주제 표현) M

개발 의도 미술의 사회적 의미와 역할에 대해 이해하고 참여방안을 모색하며, 타 교과와의 융합활 동을 통해 융합적 사고력을 기르고자 함.

미술은 말과 글보다 효과적인 의사소통의 수단이 되기도 하며, 강한 전달력으로 사회 현실을 객관적 으로 담거나 비판하는 역할을 한다. 미술의 사회적 의미와 역할에 대해 이해하고 우리가 살고 있는 사 회와 환경에 대해 관심을 갖으며, 미술을 통한 참여방안을 모색해 보도록 한다. 또한 타 교과와의 융 합활동을 통해 융합적 사고력을 기르고자 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

최근 황사와 미세먼지 발생의 증가로 대기 오 염에 대한 관심이 높아 지고 있다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

현대의 사회 현상과 문제를 미술로 표현하는 활동을 함으로써 융합적 사고력이 높아진다.

깨끗한 공기를 위한 티셔츠를 직접 제작하 고 착용함으로써 미술 이 사회 참여 방안이 될 수 있음을 안다.

감 성 적 체 험 황사와 미세먼지로 인한 환경

문제에 대해 살펴보고 깨끗한 공 기를 위한 개인의 참여방안에 대 해 모색한다.

“깨끗한 공기를 위한 우리의 작 은 행동”을 주제로 티셔츠를 제 작한다.

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

◾ ^{Co ET} 미술이 말이나 글 보다 효과적인 의사소통 수단으로써 사회 문 제에 참여하고 영향력을 끼친 사례 및 작품을 감상한다.

- 요셉 보이스 <7000 그루의 떡갈나무> 1982 년 독일

- 작가의 의도로 인해 대중적 동참이 일어났으며 실제로 환경보호에 큰 기여를 했고 여전히 남아있는 떡갈나무 언덕을 통해 작가의 메시지가 세대 를 초월하여 여전히 지속되고 있음을 강조함.

- 요셉 보이스의 후원자 중 디아아트 재단이 뉴욕에서 새로운 떡갈나무 프로젝트를 시작하여 명맥을 이음.(1988 년)

- 미술이 사회가 변화하도록 영향력을 끼칠 수 있고 미술을 통해 사회 문 제를 해결하는데 참여할 수 있음을 이해한다.

◾ ^Co 황사와 미세먼지에 대한 사회적 문제를 다룬 미술 작품을 감상한다.

- 시각자료로 학습 동기 유발하기

◾ ^Co 학습목표를 인지한다.

동영상, 사진자료 PPT

전개 (80 분)

◾ ^{CD ET} 깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동이 무엇이 있을까 탐색해 본다.

PPT, 사진자료

- 여러 아이디어를 자유롭게 탐색해보고 사례 및 실행 방안을 활동지에 적어본다.

- 아이디어 중 자신이 실현 가능한 아이디어를 하나 골라 올해 목표를 구 체적으로 정해 주제로 설정한다.

◾ ^CD 주제를 창의적으로 표현 할 방법을 구상해본다.

- 효과적 메시지 전달을 위한 시각 표현 매체를 살펴본다.

- 타이포 그래피, 심볼마크, 일러스트레이션의 개념과 특징을 이해한다.

- 시각적 효과를 고려하여 디자인에 활용할 계획을 세운다.

◾ ^{CD ET} 활동지에 아이디어 스케치를 하여 디자인한다.

- 티셔츠의 앞면, 뒷면을 고려하여 디자인한다.

- 타이포그래피를 넣는 경우에는 그림과 글씨의 구도를 고려한다.

◾ ^{CD ET} 티셔츠에 디자인을 옮긴 후 채색하여 작품을 제작한다.

- 스케치를 옮기기 위한 먹지 사용법을 익힌다.

- 아크릴 물감의 특성 및 채색 방법을 학습하고 아크릴 물감을 활용하 여 작품을 채색하고 제작한다.

Tip!

토론 시 다양한 아이디어를 탐색할 수 있도록 자유로운 분위기를 조성한다.

다양한 시각 표현 매체를 융합하여 사용할 수 있음을

인지시킨다.

정리 (10 분)

◾ ^ET 서로의 작품을 감상하며 작품에 대해 이야기를 나눈다.

◾ ^CD 깨끗한 공기를 위한 우리의 작은 행동, 일명 깨우행 캠페인을 계획한다.

- 학교 내에서 티셔츠를 입고 구호를 외치는 등 환경을 위한 홍보 캠페인 을 한다.

◾ ^ET 자신이 전달하고자 하는 메시지가 잘 드러났는지, 주제가 효과적으 표현되었는지 평가한다.

활동 계획서, 주제 및 표현의 독창성, 티셔츠(결과물), 참 여도 등 세부 항목 을 고려하여 전체과 정을 평가하도록 한 다.

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교]

Ⅷ. 생태계와 환경

중심과목

성취기준 [10통과08-03]

주제(단원)명

황사와 미세먼지 해결을 위한 과학적 접근

차시 9/9

학습목표 ▪ 대기 중 미세먼지 문제를 해결하기 위한 노력과 쟁점을 이해할 수 있다.

▪ 과학적인 방법을 통하여 기후문제를 해결하는 방안을 구상해볼 수 있다.

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 과학(미세먼지와 기후변화) T 기술(신재생 에너지) E

A M

개발 의도 미세먼지와 기후변화 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 문제를 해결 하기 위한 다양한 노력과 쟁점에 대해 토론할 수 있다.

산업 발전과 생활편의를 위한 인위적인 행동들이 지구온난화 및 기후변화 등 전 지구적 피해를 유발시키고 있는 상황을 인식하고, 이와 동시에 미세먼지가 증가하여 인체에 유해한 질병 등이 발생할 수 있음에 인류의 책임의식을 가질 필요성이 있음. 따라서 이러한 기후변화와 미세먼지 문제점을 해결할 수 있는 방안에 대하여 구상하고 이를 토론하는 기회를 통해 기후변화 문제와 인간활동에 대하여 인식하도록 함.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

▪ 기후변화로 인하여 사라져 가는 지형

▪ 미세먼지로 인하여 발생하는 질병

창 의 적 설 계

창의적 설계

▪ 국가 단위의 노력 뿐만 아니라 개인 단위의 노력을 통해 지구시스템 보존을 위한 노력방안 찾기

감 성 적 체 험

▪ 기후변화와 미세먼지 저감을 위한 과학적 방안 구상하여 표현하기

▪ 국제간 협력 등 방안 찾아보기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

▪ ^Co 기후변화로 인하여 사라져 가는 지형

(https://www.youtube.com/watch?v=3EDDjZN9KZY&ab_channel=%EB%9E%AD

%ED%82%B9%EC%8A%A4%EC%BF%A8RankingSchool)

▪ ^Co 미세먼지로 인하여 발생하는 질병

(https://www.youtube.com/watch?v=XtAFLvhlf4I&ab_channel=JTBCNews)

전개 (35 분)

▪ ^CD 과학적 근거를 기반으로 미세먼지 문제해결 방안 수립하기 아이디어를 구체적으로 설계하기

(예시자료)

▪ ^Co 각 모둠별 아이디어를 공유하고 보완하기

▪ ^ET 미세먼지와 기후변화의 문제를 해결하기 위한 국가단위의 노력 방안 포함하기

학생들이 너무 어렵게만 생각 하는 경우 예 시자료를 힌트 로 제시

정리 (5 분)

▪ ^ET 조별 아이디어 정리 및 전시

◾ ^CD 생활속에서 미세먼지 저감을 위한 행동 및 노력방안 찾기

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1/9

<활동지>

<자료 1>

자료출처 Google 사진자료

차시 3~4/8

<자료 1> 공유 결합 물질과 이온 결합 물질의 특징

<자료 2>

<자료 3>

물질 이온 결합 물질 공유 결합 물질

구조

수많은 양이온과 음이온이 ( ) 에 의해 결합하여 규칙적인 모양의 입체 구조(결정)를 이룸

일반적으로 일정한 수의 원자들이 전자쌍 을 공유하여 ( )를 이룸

물에 대한 용해성

대부분 물에 잘 녹고, 물에 녹으면 ( )과 ( )으로 나누어 짐.

분자의 성질에 따라 물에 녹는 것도 있 고, 녹지 않는 것도 있다.

전기전도성 • ( ) 상태 : 전기 전도성이 없다

• 액체, 수용액 상태 : 전기 전도성이 있다. 대부분 전기 전도성이 ( )

예시

염화 나트륨(NaCl), 탄산 칼슘(CaCO₃), 수산화 나트륨(NaOH), 염화 칼슘(CaCl₂), 탄산수소나트륨(NaHCO₃) 등

산소(O₂), 질소(N₂), 물(H₂O), 이산화 탄소 (CO₂), 메테인(CH₄), 암모니아(NH₃), 포도 당(C₆H₁₂O₆) 등

물질 특징

물(H2O)

• 사람 몸의 약 ( )% 를 구성한다.

• 생명체 내에서 다양한 ( )이 일어나도록 돕는다.

• 다양한 ( )을 일으킨다.

산소(O2) • ( )으로 생성되고, 생명체의 ( )에 이용된다.

• 대기의 약 ( )%를 구성한다.

이산화

탄소(CO2) • 생명체의 ( )으로 생성되고, 생명체의 ( )에 이용된다.

질소(N2) • 대기의 약 ( )%를 구성한다.

규산염 광물 • 규산 이온(SIO44-)이 비금속 원소나 금속 양이온과 결합한 물질이다.

• ( )을 구성한다.

[두유노우] 봄철 불청객.. 미세먼지와 황사의 차이

파이낸셜뉴스 입력 :2021.04.25 08:50 수정 : 2021.05.04. 13:29

아주 작은 오염물질 '미세먼지'

바람 타고 날아온 흙먼지 '황사'

[파이낸셜뉴스] 봄이 되면서 전국의 기온이 크게 올랐다.

하지만 기온이 올랐다고 마냥 좋아할 수만은 없는 이유가 있다. 봄마다 찾아오는 불 청객, 미세먼지와 황사 때문이다.

눈에 안 보이는 오염물질 '미세먼지'

미세먼지란 눈에 보이지 않는 아주 작은 크기의 오염 물질이다.

대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 지름 10㎛ 이하의 입자상 물질을 뜻한다.

지름 10㎛ 이하라면 미세먼지, 2.5㎛보다 작다면 초미세먼지다.

미세먼지는 주로 석탄이나 석유 등의 화석연료를 태울 때나 공장 또는 자동차 매연 등의 배출가스에서 발생한다.

미세먼지의 성분은 발생 지역이나 계절, 기상 조건에 따라 다르다.

보통 대기 오염 물질이 공기 중에서 반응해 만들어진 황산염 질산염 등의 덩어리와 화석연료를 태우는 과정에서 발생한 탄소류와 검댕 등으로 구성된다.

크기가 매우 작은 미세먼지는 호흡기를 거쳐 폐에 침투하거나 혈액을 따라 전신으로 순환하며 우리 신체에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

2013년 세계보건기구(WHO)는 초미세먼지를 1급 발암물질로 지정한 바 있다.

하늘 덮었던 흙먼지가 강하하는 '황사’

황사는 중국 북부 지방이나 몽골의 사막지대에서 강한 바람에 휩쓸려 올라간 미세한 흙먼지가 대기 중에 퍼져 하늘을 덮었다 서서히 강하하는 현상이다.

보통 저기압의 활동이 왕성한 3~5월에 많이 발생하는데, 강한 서풍을 타고 우리나라 를 지나 일본, 태평양, 북아메리카까지 날아가기도 한다.

우리나라에 영향을 미치는 황사 입자는 1~10㎛ 정도로 대체로 미세먼지 크기에 해 당한다.

황사가 나타나면 태양빛이 가려지고, 심할 경우 하늘이 황갈색으로 보이기도 한다.

흙먼지가 내려 쌓이는 경우도 있다.

<자료 4> 황사와 미세먼지의 주요 구성원

황사 미세먼지

주요 구성원 구성 원소

예상 화학 결합

구조

자연적으로 발생한 흙먼지인 황사는 칼슘이나 규소 등 토양 성분으로 구성된다.

황사는 삼국유사나 삼국사기에 기록이 있을 정도로 오랫동안 존재했던 현상이다.

하지만 최근 황사에 더 민감하게 반응하는 이유는 무엇일까?

바로 황사가 중국을 거쳐 올 때 급속하게 산업화되고 있는 지역을 지나면서 황사 속 에 포함돼 있는 중금속의 농도가 증가했기 때문이다.

sunset@fnnews.com 이혜진 기자 , 임예리 인턴기자

-> 미세먼지를 구성하는 물질은 주로 , , , , 등 이고, 황사는 주로 , 등 토양 성분으로 구성된다.

차시 5/8

<자료 1>

<자료 2> , <자료 3>

<자료 4>

차시 6∼8/9

5. 교사자료

차시 1~2/9

미세먼지와 기후변화…그리고 지구의 날

봄이 한창이지만 파란 하늘을 즐길 수 있는 완벽한 봄날은 드물다. 비구름으로 날이 궂거나 햇볕이 좋다 싶으면 미세먼지 농도가 높아 나들이 기분을 망치기 일쑤다.

봄철 미세먼지 주의보가 연일 계속되면서 국민 건강에 적신호가 켜졌다. 미세먼지가 황사와 비슷하다고 생각할 수 있지만, 발생 원인에 명확한 차이가 있다. 황사는 중국이나 몽골 지역 흙먼지·모래바람이 우리나라까지 날아오는 일종의 자연현상인 반면에 미세먼지는 인간 활동으로 생성된다. 자동차 배기가스, 공장·발전소 매연, 가정에서 사용하는 석탄·석유 등 화석연료가 연소되면서 배출되는 오염물질이 미세먼지 주범이다.

미세먼지와 기후변화는 어떤 상관관계일까. 미세먼지와 기후변화 모두 화석연료 연소에서 비롯되는 공통점을 가졌다. 기후변화 주된 원인 중 하나가 온실가스다. 인간 활동으로 발생하는 온실가스에서 가장 큰 비중을 차지하는 이산화탄소가 화석연료를 태우면서 배출되기 때문이다. 또 기후변화로 온도가 올라가면 오존과 같은 대기오염 물질 생성이 촉진돼 미세먼지 발생이 증가하는 악순환을 가져온다.

화석연료 연소를 줄이면 미세먼지를 줄일 수 있을 뿐 아니라 기후변화에도 대응할 수 있다. 대기 중 오염물질을 줄임으로써 기후변화 위험을 낮추고 동시에 건강까지 보호하는 효과를 ‘공동편익’이라고 한다. 화석연료 의존도를 줄이는 것이 기후변화 주원인인 온실가스 배출을 줄일 뿐 아니라 조기사망 요인 중 하나인 미세입자 배출을 줄이고 건강까지 긍정적인 영향을 미치는 연결고리인 셈이다.

유엔환경계획(UNEP)과 세계기상기구(WMO)는 기후변화 대응으로 대기오염과 인간건강 예상편익을 분석한 연구를 내놨다. 현재까지 제안된 400 여개 온실가스 저감대책을 전 지구적으로 이행하면 초미세먼지(PM2.5)가 저감되고 이는 2030 년 세계인구 최저 70 만명에서 최다 460 만명의 조기사망을 감소시키는 것으로 계산됐다.

한 외신은 기후변화 완화를 통해 미세먼지와 오존 노출을 줄이면 2050 년까지 1300 만명의 조기사망자가 줄어들 것이란 연구 결과를 보도했다. 조기사망 감소를 통한 편익은 기후변화 완화 비용보다 몇 배 높을 것이라는 전망이다.

각국은 화석연료 사용저감 등 기후변화 대응 정책에 적극 투자하면서, 이로 인한 대기오염

저감효과를 국민에게 알리는 데도 적극적이다. EU 는 2030 년까지 1990 년 대비 최소 40%의 온실가스 감축 계획을 발표하며, 신재생에너지 개발과 에너지 효율 개선 등 경제 전반에서 화석연료 의존도를 낮추는 탈탄소화를 선도하고 있다.

미국은 2030 년까지 2005 년 대비 온실가스 배출량을 26∼28% 감축하겠다는 계획을 발표하면서 이로 인한 대기환경 개선 효과로 미국에서 해마다 10 만여명 천식환자와 약 2100 명의 심장마비 환자가 줄어들 것이라고 밝히기도 했다. 그간 미온적이었던 중국마저 자국의 심각한 스모그로 인한 건강피해를 막기 위해 온실가스 감축에 적극 나섰다.

우리는 무엇을 해야 할까. 에너지를 아끼고 대중교통을 이용하는 생활 속의 노력만으로도 온실가스 감축과 대기오염 저감에 기여할 수 있다. 지난해 정부는 전기, 냉난방 등 4 개 분야 생활실천 수칙을 지켜 1 인당 1 톤 이상의 온실가스를 줄이는 국민운동을 시작했다. 이렇게 하면 2020 년까지

우리나라가 줄여야 하는 감축량 중 약 20%인 4400 만톤을 줄일 수 있다.

35 년 전 4 월 22 일에 처음 시작된 ‘지구의 날’을 맞아 일주일간 전국 각지에서 기후변화 주간 행사가 열린다. ‘건강한 약속, 온실가스 1 인 1 톤 줄이기’라는 주제로 온실가스 배출이 적은

친환경제품이 전시되고 한마음 걷기대회와 나무심기 행사도 마련됐다. 우리 아이들의 건강한 미래를 위해 ‘온실가스 1 인 1 톤 줄이기’에 가족과 함께 참여해보면 어떨까.

미세먼지의 유해성과 기후변화와의 상관관계 분석보고서

◎ 미세먼지와 기후변화 이슈 1. 지구대기 상태와 미세먼지

태양의 복사열은 일부 반사되고, 대부분은 대기먼지에 의해 대기 중에 흡수되거나 지표면에 도달한다.

대기 중에 흡수되는 과정에서 미세먼지를 만드는 다양한 물질(황산염, 질산염, 원소탄소, 유기탄소, 금 속/토양 성분 등 : 전구물질)이 생성되어 지구온난화 현상을 유발시킨다. 이처럼 미세먼지와 기후변화 와의 상관관계는 지속되고 있다. 특히 고농도 미세먼지를 유발하는 요인은 강한 편서풍 풍속(바람의 세 기가 강할수록 오염물질의 확산이 활발해짐), 대기 안정도와 역전층의 역할이 매우 중요하다. 지표면 부근에서 배출된 대기오염 물질은 기온 역전층을 벗어나지 못하면서 축척이 되어 고농도 오염사례를 유발하게 된다. 이처럼 기온 역전층의 높이는 일변화를 보이며, 대기오염을 악화시키는 조건을 만든다.

미세먼지 농도는 강수량이 많은 7~9 월(여름철 강수기) 사이에는 감소하는 반면, 12~5 월(겨울~봄철 건 조기) 사이에는 증가한다. 이는 강수에 의해 공기 중의 미세먼지가 씻겨 내려가는 효과가 있기 때문이 다. 이처럼 미세먼지 농도는 기상·기후 요인에 따라 중요한 영향을 받기 때문에 기후변화 현상과도 역 학관계가 있다.

이를 구명하기 위해 한반도 기후예측 모델링 방법을 이용하여 대기의 이동과 정체의 측면에서 향후 수십 년간의 시뮬레이션을 시행한바 있다. 이 결과를 간단히 요약하면 다음과 같다.

- 대기이동 측면 : 중국에서 불어오는 서풍은 앞으로 한반도 남쪽 해양에서 고기압 순환이 강화되면 서 더 강해질 것으로 예측된다.

- 대기정체 측면 : 향후 한반도의 바람세기는 여름철을 제외하고 모두 약해지고, 특히 봄철에 더 줄 어들 것으로 예측된다.

따라서 미세먼지와 기후변화를 일으키는 요인은 궁극적로는 같은 맥락에서 찾을 수 있다. 미세먼지 발생량을 줄이면 기후변화 현상을 완화시키는 데에도 기여하게 되는 것이다. 미세먼지의 직접적인 원 인은 대기오염 물질이지만, 근본적인 원인을 추적하면 기후변화 현상으로 귀착되기 때문이다. 결과적으 로 미세먼지는 기후변화에 있어 매우 중요한 변수가 될 수 있다.

자료출처 미세먼지와 기후변화…그리고 지구의 날(정연만) 미세먼지의 유해성과 기후변화와의 상관관계(박세환)

차시 3~4/8

Ⅰ. 이온 결합 물질과 공유 결합 물질의 특징 1. 이온 결합 물질

⑴ 의미 이온 결합으로 생성된 물질

⑵ 물질의 배열 실제 이온 결합 물질은 양이온과 음이온이 한 쌍으로 존재하는 것이 아니라, 수없이 많은 양이온과 음이온들이 이온 결합하여 3차원적으로 서로를 둘러싸며 배열되어 있다.

2. 이온 결합 물질의 성질

⑴ 녹는점과 끓는점 양이온과 음이온은 강한 정전기적 인력1 에 의해 이온 결합을 형성하고 있으 므로 녹는점과 끓는점은 매우 높다. ⇨이온 결합 물질은 실온에서 고체로 존재한다.

⑵ 물에 대한 용해성 이온 결합 물질은 물에 잘 녹으며, 물에 녹으면 양이온과 음이온으로 수화된 상태로 존재한다.

⑶ 전기 전도성 고체 상태에서는 이온들이 자유롭게 이동할 수 없으므로 전류가 흐르지 않지만, 수 용액 상태와 액체(용융액) 상태에서는 전기 전도성이 있다.

⑷ 단단한 정도

① 이온 결합 물질은 비교적 단단하지만, 외부에서 힘을 가하면 쉽게 쪼개지거나 부스러진다.

② 까닭: 양이온과 음이온이 규칙적으로 배열된 상태 에서 강한 힘을 가하면 이온 층이 밀리게 되고, 이 때 같은 전하를 띤 이온들이 서로 가까워져 반발력 이 작용하기 때문이다.

3. 이온 결합 물질의 이용

4. 공유 결합 물질

Ⅱ. 미세먼지

⑴ 의미 공유 결합으로 생성된 물질

⑵ 물질의 배열 대부분의 공유 결합 물질은 일정한 개수의 원자가 결합한 분자로 이루어져 있다.

5. 공유 결합 물질의 성질

⑴ 녹는점과 끓는점 공유 결합 물질은 이온 결합 물질과 비교하면 녹는점과 끓는점이 비교적 낮아 실온에서 대부분 액체나 기체 상태로 존재한다.

⑵ 물에 대한 용해성 공유 결합 물질은 대부분 물에 녹지 않지만, 염화 수소, 암모니아, 설탕 등과 같은 물질은 물에 잘 녹는다.

⑶ 전기 전도성 전하를 운반할 수 있는 이온이나 전자가 없어서 대부분 고체와 액체 상태에서 전기 전도성이 없다.(단, 흑연, 탄소 나노 튜브, 그래핀은 제외)

6. 공유 결합 물질

1. 미세먼지의 정의

(1) 미세먼지 : 입자 크기(PM: Particulate Matter)가 매우 작은 먼지로, 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 초미세먼지(PM2.5)로 나뉨

(2) 미세먼지의 성분 : 먼지 발생 지역이나 계절에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 대기오 염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 덩어리(황산염, 질산염 등)와 석 탄 · 석유 등 화석연료를 태우는 과정에서 발생하는 탄소류와 검댕, 지 표면 흙먼지 등에서 생기는 광물 등으로 구성된다.

미세먼지 크기 비교 미세 먼지 성분 구성(%)

주요 지역별 PM2.5 성분 구성

2. 미세 먼지의 발생원

(1) 자연적 발생원 : 흙먼지, 바닷물에서 생기는 소금, 식물의 꽃가루 등

(2) 인위적 발생원 : 보일러나 발전시설 등에서 석탄 · 석유 등 화석연료를 태울 때 생기는 매 연, 자동차 배기가스, 건설현장 등에서 발생하는 날림먼지, 공장 내 분말 형태의 원자재, 부자재 취급공정에서의 가루성분, 소각장 연기 등

<미세먼지의 1차 발생원>

굴뚝 등 발생원에서부터

고체 상태의 미세먼지로 나오는 것

<미세먼지의 1차 발생원>

가스 상태로 나온 물질이 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 미세먼지가 되는 경우

3. 미세먼지를 줄이기 위한 대책 (1) 자동차 배기 가스 줄이기

- 전기나 수소 자동차와 같은 친환경 자동차의 활성화

- 자동차에 대한 오염물질 규제 → 노후 경유차에 대한 제한조치

- 이륜자동차와 건설기계, 농기계, 선박 등 비(非)도로이동오염원에 대한 관리 강화 - 대중교통이용 및 카셰어링 문화 확산

(2) 산업체의 배기 가스 줄이기