Ⅳ. 미래 기술과 사회

이 단원은

핵심 기술의 현재와 미래 동향을 파악하고, 다방면에 걸친 기술의 영향을 평가하며 미래 융합적 기술과 관련된 문제를 창의적으로 해결할 수 있다.

1. 미래 기술의 세계

소단원	❶ 미래 기술의 이해

⑴ 미래 기술의 의의

① 미래 기술: 미래 생활에서 인간이 사용하는 기술이다.

② 기술 사회: 사회의 경제적, 사회적, 정치적 문제를 해결하기 위해 기술을 응용하는 사회이다.

③ 미래 기술의 의의: 급변하는 기술 사회에서 미래의 기술을 예측해 보는 것은 중요하며, 미래 사회에 능동적으로 대처하여 우리 삶은 더욱 풍요로워질 것이다.

⑵ 미래 기술 세계의 특징

① 발달 속도의 가속성

② 발달 영역 예측의 어려움

③ 인간을 위한 기술

⑶ 미래 예측의 의의

① 미래 예측을 통해 미래가 어떠한 방향으로 변화할지 전망할 수 있다면, 우리가 나아가야 할 변화의 방향을 가늠할 수 있다.

② 우리가 나아가야 할 변화의 방향을 가늠해 보고, 미래 사회에 능동적으로 대처하여 우리의 삶을 더욱 풍요롭게 만들 수 있다.

보충> 프로슈머(prosumer)

• 생산자(producer) 또는 전문가(professional)와 소비자(consumer)의 합성어로, 제품을 사용하는 소비자인 동시에 제품 개발 및 생산 과정에 참여하는 생산자의 역할을 하는 사람을 뜻한다.

• 상품에 대해 전문적인 지식을 갖추고, 상품을 객관적으로 비교, 평가한다든지 상품 개선 아이디어를 제공한다.

소단원	❷ 미래 기술의 동향

⑴ 정보 통신 기술 분야

① 미래에는 인간과 인간, 인간과 사물, 사물과 사물 간의 상호 연결이 더욱 증가할 것이다.

② 정보 통신 기술은 유비쿼터스 환경, 소셜 네트워크 서비스, 클라우드 컴퓨팅, 스마트폰 등으로 그 영역을 점차 넓혀 간다.

⑵ 우주 항공 기술 분야

① 우주 항공 기술을 통해 대량 운송과 일일 생활권이 가능해졌으며, 국가 간 이동은 대부분 비행기로 이루어진다.

② 스마트 무인기와 개인용 항공기 시대가 열리고, 우주 항공기의 이륙 및 귀환 기술이 보편화되고 소형화될 것이다.

⑶ 바이오 기술 분야

① 바이오 기술은 여러 가지 분야와 기술 융합을 통해 우리 생활에 영향을 끼친다.

② 나노 기반 바이오센서, 헬스 케어 서비스, 생체 인식 기술, 인공 장기 기술 등

⑷ 로봇과 자동화 기술 분야

① 자동화 기술은 무선 네트워크 및 정보 통신 기술의 발달과 새로운 제품의 등장으로 가정과 사무 환경에까지 적용된다.

② 미래에는 로봇과 자동화 기술의 발달로 생산 현장에서는 컴퓨터를 이용한 가상공간을 통해 실시간 시뮬레이션으로 실제 공정을 전자동으로 관리하게 될 것이다.

③ 지능형 생산 시스템, 지능형 바이오 MEMS, 시공 로봇, 착용형 근력 증강 로봇, 나노 액추에이터 기술 등

⑸ 환경과 건설 기술 분야

① 건설 기술은 타 기술 분야와 융합되어 적용되고 있으며, 환경 기술은 사후에 해결하는 것에서 벗어나 사전에 예방하고 보전하는 기술을 개발하고 있다.

② 미래에는 스마트 빌딩이 보편화되고, 우주 도시나 수상 도시와 같은 새로운 개념의 생활 공간이 조성될 것이다.

③ 미래에는 에너지 생산에 드는 자원을 줄여 지구 환경 보전에 기여할 것이다.

보충> 지능형 교통 시스템(ITS)

• 전기·전자, 정보 통신, 자동차 기술을 교통에 적용하여 교통 문제에 효과적으로 대응하기 위한 종합 교통 정보 시스템이다.

• 전국의 교통 관련 정보와 기상 정보, 도로 상태 정보 등을 수집, 처리, 가공하여 이를 유·무선 통신 수단으로 도로변 교통 단말기, 차내 단말기, 교통 방송 등을 이용하여 차량 운전자에게 전달함으로써 통행의 편의와 원활한 소통을 이룬다.

보충> 자원 순환

• 폐기물 발생을 억제하고, 발생한 폐기물도 적정하게 재활용, 회수, 처리하는 등 자원의 순환 과정을 환경 친화적으로 관리하는 것이다.

• 생산·유통·소비 단계에서 폐기물 발생 억제 / 발생한 폐기물 재사용 및 재활용 / 에너지 회수

2. 미래 기술의 영향

소단원	❶ 미래 기술과 미래 사회

⑴ 미래 기술과 사회의 변화

① 생활 방식의 변화: 삶의 질이 높아지고, 사회적 네트워크가 강화된다.

② 세계화: 국가 간 사람과 정보의 이동이 일상화된다.

③ 사회 구조의 변화: 기술은 변화한 사회 구조에 맞추어 발달한다.

④ 환경의 변화: 재생·대체 에너지가 중요한 역할을 하고, 환경 보전 기술이 발달한다.

⑵ 기술 영향 평가

① 개인적 측면: 신체, 심리, 생활 방식

② 사회적 측면: 사회 구성, 문화, 교육, 정치, 경제, 국방

③ 환경적 측면: 자연환경, 환경 보전

보충> RFID 기술 영향 평가

① RFID 기술의 개념: 무선 주파수를 이용하여 식별 정보가 입력된 초소형 반도체를 지닌 물체나 사람 등을 판독, 추적, 관리할 수 있는 기술로서 네트워크와 결합하여 유비쿼터스 사회를 구현할 핵심 기술이다.

② 평가 내용

③ 연구 개발을 통한 평가 결과 대응: 개인 정보 보호 기술을 개발하고 관련 기준을 제시한다. 또한, 버리는 태그와 리더기 등 e-쓰레기 재활용 및 자원화 기술을 개발한다.

④ 제도를 통한 평가 결과 대응: 개인 사생활 영향 평가를 의무화한다. RFID 기술 사용 시 개인 정보 보호 원칙, 추적 배제권 보장 등 법적·제도적 환경을 구축한다.

소단원	❷ 미래 직업의 세계와 진로 개발

⑴ 미래 직업 세계의 변화

① 정보 발달에 따른 변화: 고도 정보 사회로 변화하여 끊임없이 새로운 지식을 학습하고 경험한 것을 토대로 새로운 부가 가치를 창출해 내는 능력이 중요해진다.

② 세계화에 따른 변화: 전 세계가 통합된 광범위한 경제 활동이 이루어지며, 직업 활동의 범위가 세계로 넓어진다.

③ 평생 직업으로의 변화: 신기술의 등장으로 경제적, 사회적 활동 영역이 역동적으로 변화하며, 평생 직업의 개념이 자리를 잡게 된다.

④ 서비스 중심 직업으로의 변화

• 고령화에 따른 실버산업 관련 제품 및 서비스 시장과 개인의 체질, 기호, 감성을 중요하게 여기는 제품 시장이 성장한다.

• 여성의 경제 활동 확대 및 창의성, 감성 등 개인의 지적 역량과 태도가 중요한 요소가 된다.

⑤ 업무 형태의 변화: 업무 환경의 개념 변화에 따라 재택근무의 대상이 더욱 넓어지고, 형태도 다양해진다.

⑵ 미래의 유망 직업

① 지구 온난화 관련 직업: 기후 변화 경찰, 온실가스 인증 심사원, 신 ․ 재생 및 바이오 에너지 전문가, 전기 자동차 개발자, 연료 전지 전문가, 폐기물 에너지화 연구원 등

② 정보 통신 기술 관련 직업: SNS 보안 전문가, 증강 현실 엔지니어, 생체 정보 인식 전문가, 스마트 그리드 설계자, 클라우드 시스템 전문가, 반도체․광통신 기술자 등

③ 첨단 기술 관련 직업: 실버 로봇 서비스 기획자, 항공 우주 공학자, 인공위성 기술자, 로봇 감성 치료 전문가, 웨어러블 ․ 안드로이드 로봇 개발자, 생명 ․ 나노 공학자, 신소재 기술자 등

④ 융합형 직업: 융합 컨설턴트, 생체 계측 의료 기기 개발자, 감성 로봇 공학자, 해수 담수화 전문가 등

⑶ 미래 진로의 개발

① 진로 개발 과정 3단계: 나는 누구인가? → 나는 어디로 가고 있는가? → 나는 어떻게 도달할 수 있는가?

② 진로 의사 결정 유형

㉠ 직관적 의사 결정 유형: 자신의 느낌, 감정을 중심으로 의사를 결정한다.

㉡ 의존적 의사 결정 유형: 자신이 내린 결정에 대해 책임을 지지 않고 외부로 그 책임을 전가한다.

㉢ 합리적 의사 결정 유형: 의사 결정을 할 때 자기 자신은 물론 자신이 처한 상황에 대해 현실적으로 평가한다.

보충> 고도 정보화 사회

• ‘정보화 사회’라는 용어는 1962년 마흐루프가 미국 사회를 지칭하면서 처음으로 사용한 것으로서 통신·컴퓨터·교육·정보 서비스 등 정보 관련 산업에 종사하는 사람이 총인구의 3분의 1 이상, 그리고 이런 산업에 따른 생산이 국민 총생산의 3분의 1 이상인 사회를 의미한다.

• 고도 정보화 사회는 ‘정보 시대’나 ‘지식 경제 사회’라는 용어와 혼용되기도 하는데, 이것은 정보가 가치 있는 재화로 인식되는 사회적 특성 때문이다.

• 정보에 대한 가치는 컴퓨터와 통신의 발달로 정보의 처리와 전달이 신속해지고 일반인이 다양한 정보를 쉽게 접하게 됨으로써 정보에 대한 이용도가 높아지기 때문에 창출된다.

3. 융합적 문제 해결 체험 활동

소단원	❶ 융합 기술의 이해

⑴ 융합 기술의 정의

① 융합 기술: 기술의 융합을 통해 새로운 창조적 가치를 창출함으로써 미래 사회의 경제와 사회·문화의 변화를 주도하는 기술이다.

② 융합 기술의 역할: 현대의 복잡한 사회 문제를 해결하고, 인간의 다채로운 욕구를 해결한다.

⑵ 융합 기술의 유형

① 기술 영역 간의 융합: 건설·정보 통신·제조·수송·생명 기술의 융합이다.

② 신기술 간의 융합: BT·IT·NT·ET·CT 간의 융합이다.

㉠ 활용 목적별 분류: 원천 기술 창조형, 신산업 창출형, 산업 고도형

㉡ 기술 분야별 분류: NT 기반 융합 기술, BT 기반 융합 기술, CT 기반 융합 기술, IT 기반 융합 기술, ET 기반 융합 기술

③ 기술과 타 학문 간의 융합: 문제를 해결하기 위해 과학·기술·공학·예술·수학 등의 교과를 융합한다.

④ STEAM을 활용한 문제 해결 과정

보충> 융합 기술에 대한 전망

• 차세대 기술 혁명은 어느 한 분야에 국한되지 않고, 신기술 간 또는 이들과 타 분야의 상승적 결합을 통한 융합 기술이 주도할 것으로 예측한다.

• 융합 기술은 단일 기술의 한계를 극복하고, 이종 기술의 효용성을 융합하는 다양한 기술 형태로 발전하면서 새로운 제품 및 서비스 시장의 블루오션으로 인식된다.

보충> 기후 변화 대응 청정 기술 사업

• 녹색 교통 중심 도시: 자전거 이용 시설 정비, 대중교통 중심의 교통 체계, 천연가스 차량 도입

• 에코 타운 조성: 에코 타운 조성과 도시 정비를 위한 생태 가이드라인 설정 및 적용

• 자원 재활용: 생활 폐기물 소각 시설의 폐열 이용

• 온실가스 저감: 생태 공원 조성, 환경 정화수 조성

소단원	❷ 부메랑 만들기

⑴ 양력의 발생

① 베르누이 원리: 유체가 빠르게 흐르는 곳에서 압력이 작아지고, 느리게 흐르는 곳은 압력이 커진다.

② 양력: 비행기 날개 형태의 특성 때문에 생기는 압력 차이로 비행기를 뜨게 하는 힘이다.

⑵ 날개의 형태

① 비행기 날개 한쪽 면은 볼록하고 다른 면은 평평한 유선형이며, 전단부는 경사가 급하고 후단부는 경사가 완만하다.

② 부메랑의 날개도 비행기와 마찬가지로 전단부는 경사가 급하고, 후단부는 경사가 완만한 유선형이다.

보충> 연속의 원리와 베르누이의 원리

• 단면적이 점점 좁아지는 하나의 관에 유체를 흘려보내면 면적이 넓은 곳에 흐르는 유체의 양이나 좁은 곳에 흐르는 유체의 양이나 동일한데, 단면적이 넓으면 유체의 속도가 느려지고, 단면적이 넓으면 유체의 속도가 빨라지기 때문이다. 이러한 현상을 설명한 이론이 연속의 원리이다.

• 베르누이 원리는 연속의 원리에 의한 압력의 관계까지 설명한 것이다. 즉, 단면적이 넓은 곳을 느리게 흐르는 유체는 압력이 크고, 좁은 곳을 빠르게 흐르는 유체는 압력이 작다는 것을 밝힌 것이다.

소단원	❸ 악기 만들어 공연하기

⑴ 소리의 발생과 전달

① 재료 진동 → 공기의 진동 → 고막 진동 → 소리 감지

② 진폭은 소리의 크기 결정, 진동수는 음의 높낮이 결정

⑵ 타악기와 현악기의 구조

① 발음부: 악기 재료를 진동시키면 소리가 발생한다.

② 공명부: 발음부에서 발생한 공기 진동이 공명부 재료를 강제 진동시키면서 소리의 크기가 증폭된다.

③ 조임부: 악기의 재료를 조이거나 풀어 주는 부분이다.

⑶ 관악기의 구조

① 취구부: 입술로 공기를 불어넣는 부분이다.

② 와류부: 공기가 회전하여 일정한 진동을 일으키는 부분이다.

③ 지공: 구멍의 개폐에 따라 음계를 조절하는 부분이다.

④ 공명부 및 퇴출부: 음의 증폭, 공기가 빠져나가는 부분이다.

보충> 악기에 따른 소리의 높낮이

• 타악기: 발음부의 길이가 짧거나 얇게 만들면 높은 음이 나고, 반대인 경우 낮은 음이 난다.

• 현악기: 줄이 가늘고 팽팽할수록 높은 음이 나고, 반대인 경우 낮은 음이 난다.

• 관악기: 지공의 개폐에 따라 공기 기둥이 짧아지면 높은 음이 나고, 반대인 경우 낮은 음이 난다.