환경교육적 탐구를 통한 하수처리수 재이용의 교재화 연구 및 pilot-plant를 이용한 환경교육용 실험 프로그램 개발 = (A)Study on Realization of Teaching Material on Treated Wastewater Reuse and Development of Experimental Program Using the Pilot-Plant by Inquiry with the Perspective of Environmental Education

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 지속가능한 물이용 방법의 하나인 하수처리수 재이용의 환경교육적 가치를 조명하기 위해, 환경교육적 관점의 탐구방법으로 하수처리수 재이용에 대한 교재화 연구를 하였으며, 하수처리수 재이용수 생산과정의 하나인 응집·침전·여과처리 및 pilot plant를 이용한 탐구중심 환경교육실험 프로그램을 개발하였다.
본 연구를 통하여 얻어진 연구 결과는 다음과 같다.
첫째, 하수처리수 재이용에 대한 통합적 관점을 함양할 수 있게 하는 환경교육 교재를 개발하기 위해 환경교육을 위한 환경학의 다섯 가지 관점으로 하수처리수 재이용에 대해서 탐구하여 체계화 하였다.
둘째, 하수처리수 재이용에 대한 탐구중심 환경교육 실험프로그램의 기본모형을 개발하였다. 구체적으로 ‘배경 및 탐구질문, 가설설정 및 탐구실험 설계, 탐구실험 수행 및 자료 해석, 결론도출 및 일반화, 새로운 탐구질문’으로 5단계가 순환하면서 탐구력을 함양할 수 있는 프로그램이 되도록 하였다.
셋째, 응집·침전과 여과는 하수처리수 재이용 처리에서 중요한 역할을 할 수 있는 처리방법으로 이를 이용하여 학습자가 호기심을 갖고 탐구할 수 있는 응집·침전처리에 대한 실험 프로그램 9가지와 여과처리에 대한 실험 프로그램 8가지를 개발하였다.
넷째, 하수처리수 재이용수를 모의 생산할 수 있는 pilot-plant를 통해 하수처리수 재이용수의 생산과정에 대한 전반적인 이해가 가능하도록, pilot- plant를 이용한 탐구중심 환경교육 실험 프로그램을 개발하였다. 이와 같은 실험프로그램을 통해 학습자는 하수처리수 재이용에 대해 과학적 탐구와 함께, 통찰적 탐구로 연계되어 지속가능한 물이용에 대한 전체적인 이해와 새로운 시각을 갖게 될 것이다.
본 연구는 저탄소 녹색성장의 한 축을 이루고 있는 하수처리수 재이용에 대한 잠재적인 가치를 환경교육적인 탐구를 통해 겉으로 드러내기 위한 교재화 연구와, 학생들에게 심도있는 탐구를 가능하게 하고, 하수처리수 재이용에 대해 관심과 흥미를 유발시킬 수 있는 탐구중심 환경교육실험 프로그램의 개발로, 환경교육의 관심 밖에 있던 환경공학적인 내용을 환경교육의 소재로 삼아 더욱 발전시켰다는 것과, 이두곤(2006a)에 의해 제기된 탐구중심 환경교육의 개념과 이론을 실현 가능한 모형으로 구체화 시켰다는데 의의가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study is about composing textbook on treatmented wastewater reuse as an inquiry method of environmental education view and this is to remind the environmental education value of treated wastewater reuse, which is a sustainable water use method. This study also developed inquiry-based environmental education experimental program using the coagulation, sedimentation and filtration process and pilot plant which are used in the treated wastewater reproduction process.
According to the study, the results of research are following.
First, to develop an environmental education textbook for cultivation of integrated perspective about treated wastewater reuse, the treated wastewater reuse was investigated and systematized with five viewpoints of environmental studies for environmental education.
Second, the basic model of inquiry-based environmental education experimental program on treated wastewater reuse was developed. The program was designed to cultivate the ability of inquiry with circulating 5-step process; background and inquiry question, generating a hypothesis and design of inquiry experiment, accomplishment of inquiry experiment and data analysis, drawing a conclusion and generalization, and setting a new inquiry question.
Third, as the coagulation, sedimentation, and filtration are an important process within treated wastewater reuse, this study developed the 9 experimental programs on the coagulation-sedimentation process and the 8 experimental programs on filtration to induce learners’ curiosity.
Fourth, in this study, the inquiry based environmental education experimental program with the pilot-plant was developed. With the pilot-plant, it was available for simulated production of treated wastewater and the pilot-plant helps to understand the production process of treated wastewater. According to the experimental program, the learners will have a comprehensive understanding and new perspective of sustainable water use with the scientific and insightful inquiry on treated wastewater reuse.
This study includes several meanings; Research of composing textbook on treated wastewater which is an important axis of low-carbon green growth was accomplished with the environmental education inquiry. The inquiry-based environmental education experimental program which encourages students to inquiry into and to be concerned about treated wastewater reuse was developed. This study introduced and developed the subject of environmental engineering which was considered as an unimportant field as a subject of environmental education. This study embodied the concept and theory of the inquiry-based environmental education by Lee (2006a) with a feasible model.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구목적 및 연구 내용 2
• 3. 용어의 정의 3
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 하수 처리수 재이용 5
• 2. 환경교육을 위한 환경학 7
• 3. 탐구중심 환경교육 8
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 11
• 1. 연구 방법 11
• 2. 연구 절차 14
• Ⅳ. 하수처리수 재이용의 환경교육적 탐구 15
• 1. 하수처리수 재이용 자체에 대한 탐구 15
• 2. 하수처리수 재이용과 인간의 관계에 대한 탐구 19
• 3. 하수처리수 재이용과 관련된 사회 경제 환경 문제에 대한 탐구 23
• 4. 하수처리수 재이용 활성화를 위한 구체적인 대책 26
• 5. 하수처리수 재이용에 대한 보다 근본적인 이해 29
• Ⅴ. 하수처리수 재이용에 대한 탐구중심 환경교육 실험 프로그램 개발 32
• 1. 탐구중심 환경교육 실험 프로그램 개발 시 고려사항 32
• 2. 탐구중심 환경교육 실험 프로그램의 구성 33
• 3. 탐구중심 환경교육 실험 프로그램의 내용 선정 35
• 4. 응집·침전을 이용한 실험 프로그램 37
• 5. 여과를 이용한 실험 프로그램 63
• 6. pilot plant를 이용한 실험프로그램 88
• Ⅵ. 결론 및 제언 97
• 1. 결론 97
• 2. 제언 98
• 참고문헌 100
• Abstract 103