1. 서론인간을 다른 동물과 구분하는 가장 큰 특징은 인간이 지닌 고도의 지적 능력이다. 그러나 갓 태어난 신생아는 단지 몇 가지의 기본적인 인지적 능력만을 가지고 태어난다. 이러한 영아가 전인적인 인간으로 성장하기 위해서는 좌뇌와 우뇌의 균형적인 발달이 따라야한다. 하지만 현실은 그렇지 않다. 지식위주의 좌뇌 중심의 발달에 치우쳐 정작 교육에 있어서 가장 중요한 창의성을 담당하는 우뇌 계발에 소홀히 하고 있는 실정이다.이에 인간이 지닌 뇌의 구성과 좌·우뇌를 균형있게 발달시키려면 어떻게 해야 할 것인가, 또한 뇌의 발달과 예술과의 관계를 규명해 보고자 한다.2. 뇌의 구성첫 번째 부위는 뇌의 가장 밑바닥에 있는 후뇌로, 생명 중추와 레이더 장치가 있는 부위이다. 두 번째는 후뇌 바로 위에 있는 중뇌이다. 세 번째는 대뇌피질부가 있는 전뇌로 고도의 정신, 창조 기능을 관할하는 인간만이 가진 고등의 뇌이다.인간의 뇌에서 가장 큰 부분이 바로 이 대뇌인데, 다른 동물의 뇌는 대뇌가 작을 뿐 아니라 주름이 적어서 표면적이 좁다. 반면 인간의 대뇌 피질부는 모든 동물들 가운데 주름이 가장 많이 져 있는데 이곳에서는 인간만이 발휘할 수 있는 창의력을 관장한다. 인간에게 있는 이 대뇌피질의 연상 영역을 얼마나 잘 발전시키는 가에 따라서 우리의 미래가 좌우된다고 하겠다. 오랫동안의 연구결과를 보면, 근육처럼 뇌도 어떤 자극을 받거나 좋은 경험을 하면 성장한다.① 대뇌뇌 중에서 가장 늦게 진화한 대뇌는 머리의 대부분을 차지하고 있으며, 좌뇌와 우뇌로 이루어져 있다. 이 두 반구는 뇌 량을 통해 연결되어 있으며 긴밀한 상호협력 체계를 갖추고 있다.② 소뇌좌우에 한 쌍씩 있으며, 표면에는 가로로 난 흠이 많고, 몸의 평형을 유지하는 역할을 한다.③ 중뇌안구 운동, 홍채 수축 등 눈에 관련된 업무와 호르몬 분비, 체온 조절, 식욕 조절 등을 담당한다.④ 연수심장박동, 호흡, 소화 등 생명 유지에 필수적인 활동을 맡고 있다. 대뇌나 소뇌를 다쳐도 생명에 지장이 없으나 연수를 다치면 뇌사가 일어나 치명적이다.⑤ 척수뇌간에서 연속적으로 이어지며 뇌의 가장 아랫부분을 이루고 있는 척수는 운동신경과 감각신경, 그리고 자율신경이 지나가는 통로이다.⑥ 간뇌대뇌와 소뇌의 사이에 위치한다. 간뇌의 약 4/5를 차지하는 시상은 감각의 대기실과 같은 역할을 해 모든 감각적 정보가 일단 이 간뇌에서 모여 다음 행선지를 기다립니다.⑦ 대뇌피질대뇌피질에는 신경세포가 140억 개나 모여 있으며, 인간이 만물의 영장이라고 자부할 수 있는 것도 모두 이 대뇌피질이 다른 포유류보다 월등히 발달했기 때문이다. 꼬불꼬불한 고랑처럼 홈이 파여 있고, 표면에 굵직하게 나 있는 몇몇 홈을 기준으로 앞쪽이 전두엽, 위쪽의 두정엽, 뒤쪽의 후두엽, 양옆의 측두엽으로 그 영역을 구분할 수 있으며 각 부위에 따라 다른 일을 한다.⑧ 전두엽가장 넓은 부위로 사고와 언어, 인간성에 대한 일을 관장한다. 뇌가 활동하는 동안 여러 부위에 저장된 기억정보들을 불러내어 작업하는 곳으로 전두엽 장애로 정신병이 나타나게 된다.⑨ 두정엽신체를 움직이는 일과 입체공간적 인식 기능을 한다. 외부로부터 오는 정보를 조합하는 역할을 한다. 두정엽에 장애가 발생하면 무인식증이 나타난다.⑩ 측두엽언어와 귀(청각)에 관련된 일을 한다. 고도한 정신 작용에 중요한 역할을 한다.⑪ 후두엽시각의 중추로서 뇌뒤쪽에 위치한다.3. 좌뇌와 우뇌1) 좌뇌의 특성언어뇌라고 불리우며, 생각하고 말하는 것, 계산하는 것, 사물을 해명하고 분석하는 논리적인 기능을 담당한다. 18c후반에 언어능력을 담당하는 것으로 판정되었다. 여자의 뇌와 남자의 뇌는 일반적으로 차이가 있다. 공간인지 능력은 남성이 뛰어나고 언어능력은 여성이 뛰어나다. 남성이든 여성이든 대부분 사람에게 언어기능에 관한 좌대뇌 반구가 더 우위이다언어기능은 대뇌피질 중에서도 특히 신피질의 연합야에서 이루어지는 것으로 동물에서는볼 수 없는 고차원적인 기능이다.2) 우뇌의 특성인간의 좌반신을 담당한다. 직관력, 회화력, 음악적 감각, 패턴인식력을 담당한다. 좌뇌의 감정을 잘 컨트롤하며 인류 최적의 생존정보가 모두 저장된 우뇌를 개발하는 방법은 뇌내 모르핀을 잘 활용하는 것이다. 좌뇌의 기억력이 좋아도 우뇌를 개발하지 않으면 기억된 지식이 모여서 쌓인 상태로 창조력이 결핍된다. 그러므로 좌/우뇌의 균형있는 계발이 중요하다.4. 예술과 전뇌개발우리나라는 유아기때부터 조기교육이니 영재교육운운하면서 지나친 경쟁의식으로 아이들을 내몰고 있다. 어릴 때부터 아이들의 적성은 아랑곳하지 않고 오직 좋은 대학, 좋은 직장에 취업을 목적으로 하고 있는 것이다. 그로 인해 예·체능교육의 중요성은 온데 간데 없고 오직 지식위주의 교육에만 매달리고 있다. 단적으로 말하자면 어릴때부터 좌뇌 계발에만 집중하고 있는 것이다.아이들 개개인이 가지는 적성과 능력이 다른데 한결같이 사회적 분위기는 오직 공부 잘 하는 우수아로 키워야만 하는 강박관념으로 팽배해 있다는 것이다.기계화, 산업화되어가는 현대사회에서 개인주의, 이기주의등이 팽배하고 인간의 순수한 감성은 점점 더 메말라가고 있는 것이다. 이는 인간이 사회를 형성하고 혼자서는 살아갈 수 없는 '사회적 동물'이라고 볼 때 인간이 태어나서 인성과 감성이 형성되는 시기인 유아기때의 예체능교육은 그 어떤 과목보다 중요하다. 예체능교육은 타교육과 같이 암기와 복습으로 이루어지는 것이 아니다.올해부터 고교 2학년생은 자신이 배우고 싶은 과목을 선택할 수 있게 됐다. 중고교때 예체능교육은 영어나 수학교육 못지않게 중요하다. 지금의 예체능수업은 영어나 수학, 국어과목에 턱없이 부족한 실정이다.사춘기에는 뇌의 뒤통수엽(후두엽)이 집중적으로 성숙하면서 시각정보를 처리하는 기능이 발달한다. 시각정보 처리능력은 학습능력과 밀접한 관련이 있다.또 제2성징기인 이 시기에는 호르몬 분비체계가 급변하면서 감성적으로 변하는데 이때 뇌에서 감정 처리를 맡는 가장자리계(변연계)의 역할이 커진다. 가장자리계는 기억을 주관하는 부위이기도 하다. 뇌의 이들 부위를 발달시키는데는 예술활동이 아주 효과적이다.
『초등학교 5학년 실과』7. 우리 생활과 전기·전자1. 단원의 배경전기와 전자는 우리 생활에서 대단히 밀접한 관련을 맺고 영향을 주고 있다. 우리 가정에서는 전기 에너지에 기초하여 여러 가지 조명을 얻고, 전기 및 전자 제품을 사용하고 있다. 따라서, 우리 가정에서 전기와 관련되어 발생될 수 있는 간단한 문제들을 슬기롭게 해결하고, 나아가 전기 및 전자 기구들을 이해할 수 있는 기술적 교양을 가지는 일은 실과 교육이 실천성에 바탕을 둔 생활 문제 해결력을 길러 주는 교과라는 점에서 매우 중요하다. 또, 우리 생활에서 많이 사용하는 전자 제품에 대한 이해와 전자 제품 만들기를 경험하는 활동은 이 단원에서 매우 중요하다.전기 및 전자에 대한 학습 경험은 발달 단계로 보아 초등학교 5학년 때가 기술적 자각(technological awareness)이 필요한 시기이므로 의미 있는 일이다. 이는 4학년 과학에서 전기에 대한 기초적 바탕으로 5학년 실과에서 가정 생활에서의 전기 및 전자의 이해로 발전시키고, 9학년 기술·가정 교과에서 보다 깊이 있게 다루게 된다.이 단원에서는 크게 전기 기구 다루기와 전자 제품 만들기의 두 주제로 구성되어 있다. 전기 기구 다루기에서는 회로 시험기의 가장 기초적인 전기 시험 및 측정 방법을 익히고, 나아가 가정에서 사용할 수 있는 플러그와 콘센트가 달린 연장 코드 또는 양쪽 스위치 회로를 스스로 만들어 보는 데 의미가 있다. 전자 제품 만들기는 기본적인 전자 부품을 이용하여 스스로 간단한 전자 제품을 만들어 봄으로써 다소 어려운 전자 제품에 대한 기본 이해를 돕는 데 주안점을 두어야 할 것이다.2. 단원 내용의 구조우리 생활과 전기·전자1. 전기 기구 다루기2. 전자 제품 만들기. 우리 생활과 전기의 이용. 회로 시험기 다루기. 전선 연결하기. 전자 제품의 이용. 전자 부품의 이해. 전자 제품 만들기3. 단원의 지도 목표이 단원에서는 플러그나 콘센트에 전선을 연결할 수 있고, 전자 부품을 조립하여 간단한 전자 제품을 완성할 수 있도록 들을 프린트기판에서 제거한다.5) 납땜할 때 바른 자세 및 주의할 점①납땜을 시작하기 전에 주변을 깨끗이 청소하고, 여러 가지 용구와 재료를 작업하기 편리한 자리에 미리 정리해 둔다.②납땜 인두는 연필을 손에 쥘 때와 같은 방법으로 쥐고 사용한다.③인두 끝의 온도는 매우 높으므로 장난하지 않는다.④자리를 비울 때는 전원을 끄거나 화재를 당하지 않도록 안전하게 다룬다.⑤인두 받침을 사용하여 화상이나 화재를 당하지 않도록 안전하게 다룬다.⑥납땜 인두의 전선을 잘 정리하여 둔다.6) 납땜 인두 관리법구입한 납땜 인두에 최초로 전기를 넣고 오른손에 납땜 인두를 잡고, 왼손에는 땜납을 잡아서 인두가 가열되기를 기다린다. 인두 끝을 잘 관찰하고 있으면 색이 약간 변하게 된다. 이것이 땜납이 용해되는 온도가 되는 것으로서 이때에 납땜 인두 끝 전체에 골고루 납을 묻힌다. 이것으로서 땜납 도금이 끝난 것이 된다. 그 이후에는 인두 끝이 지저분하게 되면 청소만 하면 된다. 그리고 이 도금으로 항상 납땜의 준비는 완료된다. 또한 이 인두 끝은 특별한 표면처리를 하였으므로, 인두 끝이 지저분하다고 줄로 문질러서는 안 된다. 공작을 항상 하는 사람은 매일같이 납땜 인두에 전기가 들어가 있게 되므로, 즉시 인두를 사용하지 않을 때에는 항상 전기의 스위치를 꺼두는 것이 인두를 오래 사용할 수 있는 하나의 비결이라고 할 수 있다. 그리고 그림과 같이 청소를 하여도 인두 끝이 지저분할 때에는 인두 끝을 교환하는 것이 좋다.3. 기판에 납땜 연습하기☞납땜인두의 플러그를 전기 콘세트에 꽂고, 인두가 충분히 뜨거워질 때까지 기다린다.☞라디오 펜치와 니퍼로 전선의 비닐 피복을 1cm정도 벗겨낸다.☞벗긴 전선을 기판의 부품면의 구멍에 꽂고, 납땜면에서 직각으로 구부린 뒤 구리박을 벗어나는 전선은 니퍼로 잘라낸다.☞납땜한 기판에 인두를 가볍게 대어 구리박과 전선을 약 2초 정도 가열한다.☞납땜한 곳에 45°각도로 땜납을 댄다.☞납이 알맞게 녹아들면 땜납과 인두를 동시에 뗀다.☞땜납이 단단하게 굳을 동박을 남게 하는 방법에는 잉크레지스트 인쇄법과 훗레지스트 인쇄법이 있다.▶ 저항기1.종류①탄소피막 고정저항기자기제관 또는 봉의 표면에 탄소를 소결한 피막을 만들고, 소정의 저항값이 될 때까지 피막에 나선 홈을 만든 것이다. 탄소피복형은 일반적으로 가장 많이 사용되는 것으로 비교적 높은 주파수까지 쓰인다. 이 형의 저항값은 1[Ω]∼10[MΩ]이다.②솔리드 저항기탄소분말을 페놀수지에 혼합 성형하여 저항체로 하고 표면을 다갈색의 합성수지로 절연하여 저항값이 도색 되어 표시된다. 이 솔리드형은 매우 소형으로 염가이며 탄소피막형보다 주파수 특성이 좋고, 고주파에서도 저항값이 저하하지 않는다. 그러나 잡음발생이 약간 많은 결점이 있고 열에 약하기 때문에 납땜 시에는 주의를 하여야 한다. 이 형의 저항값은 1[Ω]∼180[MΩ]이다.③권선 저항기자기제의 관에 권선 또는 에나멜 피막의 저항선을 감은 것으로 소형 고저항의 것은 될 수없다. 그러나 안정되어 신뢰도가 높은 것이 특징이다. 또한 이 형은 비교적 전기용량이 크며 저항값은 10[Ω]∼20[kΩ]이다.④법랑 저항기권선 저항기의 표면에 법랑으로 마무리 한 것으로서 내열성이 높고, 전력용으로서 효과가 있다. 100[Ω]∼200[kΩ]이다.⑤가변 저항기일반적으로 볼륨이라고 하는 저항기로 회전축을 회전시키면, 케이스 내측에 붙여진 피막 저항기(베이클라이드의 절연기판에 흑연 분말을 도장한 것)에 금속편이 접촉하면서 회전하여 정면에서 보아 축을 시계방향으로 돌릴 때, 단자 ①-②간에 저항값이 증가하게 되어 있다.2.저항기의 정격저항값 R[Ω]의 저항기에, 1[A]의 전류가 흐르면, 매초 I²R [W]의 전력을 소비하여 0.24I²R[cal]의 열량을 발생한다. 전류가 증가하면 온도가 상승하고, 전류가 과도하게 흐르면, 과열하여 피막이 타게 되어 저항체가 파손되는 일이 있으므로 저항기에 흐르게 하는 전류에 대한 제한이 있고, 이 제한을 정격전류라고 한다. 저항기에는 그 저항기에서 소비되는 전력의 한계, 즉 정격전력을 표시하고 : 양극)라는 두 개의 전극을 가지는 진공관을 말하는데 반도체의 다이오드도 이와 마찬가지로 두 개의 전극을 가지는 장치이다. 다이오드는 전원을 인가할 경우 한쪽 방향으로는 도체와 같이 동작하고 전원을 반대방향으로 인가 할 경우는 절연체와 같이 동작하는 소자이다. 그림1은 여러 가지 다이오드이며 그림2는 다이오드의 기호를 나타낸다.2. p-n접합 다이오드p형 반도체는 정공의 밀도가 높고, n형 반도체는 전자의 밀도가 높다. 그림3과 같이 p형 반도체를 접합시키면 반송자의 밀도차에 의해서 p형의 정공은 n형쪽으로 n형의 전자는 p형 쪽으로 이동된다. 이것은 마치 물에 떨어뜨린 잉크가 농도차에 의해서 주위로 확산되는 것과 같은 현상이다. 이동된 전자와 정공은 재결합하여 소멸된다. 결국, 접합면 부근의 p형 영역에서는 억셉터원자의 정공이 이동하여 없어지고 -전하를 띄게 된다. 또, n형 영역에서는 도너원자의 전자가 이동하여 없어지므로 +전하가 생긴다. 이와같이 접합면 부근에서 반송자가 없어지고 전위차가 생긴 영역을 공핍층이라 한다. 이러한 공핍층의 전위차에 의해서 반송자는 더 이상 이동하지 못한다.3. 순방향 전압과 역방향 전압전압을 가해주면 공핍층의 전위차가 낮아져 반송자가 이동하여 전류가 흐른다. 이와같이 전류가 흐르기 쉽게 가해준 전압을 순방향 전압이라 하고 이때 흐르는 전류를 순방향 전류라고 한다. 게르마늄 다이오드의 순방향 전압은 약 0.2[V}이상, 실리콘 다이오드는 약 0.6[V}이상이다. 또 그림4의(b)와 같이 전압을 가하면 n형의 전자는 (+)전원으로 끌리고, p형의 정공은 (-)전원으로 끌리게 된다. 따라서, 전위차는 더욱더 커지고 공핍층이 넓어져 전류는 흐르지 못한다. 이때, 가해준 전압을 역방향 전압이라하고 전류를 역방향 전류라고 한다. 이와같이p-n접합소자의 전압을 가하면 일정방향으로만 전류를 흐르게 하는데, 이것을 p-n접합 다이오드 또는 다이오드(diod : D)라고 한다.종류용도비고일반용다이오드스위칭, 검파순방향으로만 전류가 흐름.정류용용되는 소비 전력의 최대 값으로 1[w]가 기준이 되므로 1/4[w]는 0.25인 셈이고, 1/8[w]는 0.125[w]가 되는 것이다.저항기에 전류가 흐르면 옴의 법칙에서도 알 수 잇듯이 저항기의 양끝에 전압(전압 강하)이 발생한다. 그 전압과 전류를 곱한 것이 전력이며, 모두 열이 되어 소비된다.그러므로 작은 저항기에 큰 전류를 흐르게 하면 점점 뜨거워져서 칠이 녹게 되고 심하면 타서 끊어지므로 사용할 수 없게 된다. 그러나 정결 전력이 큰 저항기에 약간의 전류를 흘려 보내면 아무런 변화도 나타나지 않고 언제까지나 사용할 수 있는 상태가 된다.그래도 열은 발생하는데 정격이 크면 모양도 크므로 열은 리드선에 전해지거나, 공기 속에 전해짐으로써 밖으로 달아나 버리고 만다.▶콘덴서1. 원리콘덴서는 축전기라고 하며, 2장의 금속판을 서로 향하게 하여, 그 사이에 공기 등의 절연물을 끼워서 전기를 축적하게 한 것으로 원리적으로는 간단하다. 그림 3과 같이 2개의 금속판(전극)사이에 직루 전원을 연결하여 전원의 음극에 저장된 부(-)의 전기를 유출하여 그림의 아래측의 금속전극으로 집진된다. 이렇게 되어 전원의 음극의 부(-)의 전기가 음극에서 이탈되면, 음극의 (-0의 전기가 감소하므로, 전원의 양극측에 연결된 금속전극 안의 자유전자(부)가 전원측으로 이동하여 간다. 이와 같이 자유전자가 이동한 때에 순간적이나 전류가 흐르게 된다. 그러나 이 2개의 금속전극을 전원에 연결할 때에는 어느 정부의 전기가 동일한 양으로 별도 전기의 성질을 나타내지 않으나, 전원을 연결한 순간에 (-)의 전기를 갖는 자유 전자가 이동하여 그림 3의 아래 측의 전극에 부(-)의 전기가 저장되어 위측의 전극에는 없게 된 부(-)의 전기량 정도로 정(+)의 전기가 많게 된다.2. 정전 용량콘덴서가 전기를 저축할 수 있는 능력을 정전용량 또는 단순하게 용량이라고 한다. 이 정전용량은 콘덴서의 모양이 동일하여도 전극간의 절연물이 종류에 따라서 다르다. 예로서 마이카나 자기를 사용하면, 정전용량이 공다.
《근신경 전달체계》신경 전달의 경로에 대해 알기 위해 먼저 신경계에 간단히 알아보자.◈ 신경계(1) 신경계의 단위1) 뉴런 : 신경계를 이루는 구조적, 기능적 단위① 구성 : 신경세포체, 수상돌기, 축색돌기② 수상돌기 : 신경세포체에 짧게 뻗어 나와 가지를 치고 있는 돌기들이다. 축색돌기와 만나 흥분을 전달받는다.③ 축색돌기 : 돌기들 중에 특히 길게 뻗어나가는 한 개의 돌기를 말한다. 도약전도가 일어나며 흥분을 전달한다.④ 슈반세포 : 자신의 세포막으로 뉴런의 축색돌기를 감싸서 수초라는 피막을 만든다. 이는 전선을 플라스틱으로 감싼 구조와 같은 모양이다.⑤ 유수와 무수신경 : 축색돌기에 슈반초와 수초가 있을 때는 유수신경이고 슈반초만 있고 수초가 없는 경우에는 무수신경이라고 한다.2) 뉴런의 종류① 감각뉴런 : 감각기관에서 수용한 자극 ⇒ 중추신경계② 운동뉴런 : 중추신경계의 판단과 명령 ⇒ 효과기③ 연합뉴런 : 중추신경을 구성, 감각뉴런과 운동뉴런사이에서 흥분을 중계한다.3) 시냅스 : 축색돌기의 끝 부분은 다른 뉴런의 신경세포체 또는 수상돌기의 세포막과 약 20nm의 좁은 간격으로 접속되어 있는 부위신경전달을 분명하게 이해하기 위해서는 신경의 전기적 특성을 살펴볼 필요가 있다.◈ 흥분의 전도와 전달(1) 뉴런의 흥분 전도① 휴지막 전위자극을 받지 않은 상태의 신경 섬유막은 외부가 (+)로, 내부가(-)로 하전되어 있는데 이를 휴지막 전위(정지 전위)라고 한다. 또, 이와 같이 막을 사이에 두고 전위차를 나타내고 있는 현상을 분극 상태라고 하며, 휴지막 전위차는 -90∼-60mV 정도이다.② 활동 전위신경에 자극이 주어지면 막의 투과성이 커지면서 Na+이 막 안으로 다량 들어가서 막의 내부가 (+)로, 외부는 (-)로 전위가 바뀌게 된다. 이렇게 전위가 바뀌는 것은 탈분극이라 하고, 이 때의 전위를 활동 전위라고 한다. 활동 전위의 발생 기작은 세포막을 사이에 두고 Na펌프에 의해 일어난다. 세포막 내부에는 K+이 막 외부보다 약 30배나 높은 농도로 존재하고, 막 외부에는 Na+이 막 내부보다 10배 정도 높은 농도로 존재하는데, 이러한 농도차는 에너지를 이용한 능동 수송 때문에 유지되고 있다. 자극을 받으면 Na+이 다량 세포막 안쪽으로 들어가고, K+이 막 밖으로 나와 탈분극이 되면서 활동 전위가 발생한다.③ 흥분의 전도탈분극 상태에서는 활동 전류가 흘러 그 인접 부위도 연속적으로 탈분극 상태를 이루며, 이 상태가 뉴런 양방향으로 전파되는 것을 신경 충격이라고 한다. 활동 전위가 이동하면 처음에 탈분극되었던 부분은 휴지막 전위 상태로 재분극되며, 이런 현상이 연속적으로 이루어지는 것을 전도라고 한다. 이때, 자극의 크기가 역치 이상이면 그 크기와 관계없이 똑같은 탈분극이 일어나므로 흥분의 크기는 같다(실무율).신경자극의 전달은 두 뉴런간의 연접인 시냅스를 통해 가능하게 된다.(2) 시냅스에서의 흥분 전달시냅스에서는 틈(10∼20nm)이 있기 때문에 뉴런 내에서처럼 전기적 방식에 의하지 않고 화학 물질의 흐름에 의해 전달된다.
