"Виртуальная и дополненная реальность"

прежде всего требованиями современного общества, которые диктуют необходимость владения навыками работы в самых передовых технологиях XXI века: дополненной (AR) и виртуальной (VR) реальности. Внеурочная деятельность как неотъемлемый компонент образовательного процесса, призванный расширить возможности общеобразовательной организации для формирования необходимых сегодняшнему ученику компетенций, создает особые условия для расширения доступа к глобальным знаниям и информации, опережающего обновления содержания образования в соответствии с задачами перспективного развития страны.

Хотя виртуальная реальность еще не стала частью нашей жизни она уже обосновывается в сфере образования: посмотреть, как устроен организм человека, увидеть процесс строительства знаменитых сооружений, совершить невероятное путешествие и многое другое, сегодня могут сделать дети с помощью очков виртуальной реальности, смартфона и специального мобильного приложения.

Для реализации направлений VR и AR технологий в рамках учебного предмета информатика не отводится времени, и в этом нам помогает внеурочная деятельность. Это иные возможности организации учебного времени: участие в игровой, творческой и проектной деятельности, работа в разновозрастных группах с учетом интересов и способностей обучающихся.

В основу программы курса «VR- студия» заложены принципы практической направленности - индивидуальной или коллективной проектной деятельности.

Адресат программы: программа рассчитана на 36 учебных часов и предназначена для учеников 6-9 классов в одновозрастных групповых занятиях по 10-12 детей, имеющих базовый уровень компьютерной грамотности.

Содержание программы определяется с учётом возрастных особенностей обучающихся, широкими возможностями социализации в процессе общения.

Данная программа допускает творческий, вариативный подход со стороны педагога в области возможной замены порядка разделов, введения дополнительного материала, разнообразия включаемых методик проведения занятий и выбора учебных ситуаций для самостоятельной творческой деятельности учащихся. Руководствуясь данной программой, педагог имеет возможность увеличить или уменьшить объем и степень технической сложности материала в зависимости от состава группы и конкретных условий работы.

преподаватели

Бавинова Кристина Викторовна

Содержание программы

 

Содержание учебного плана

 

Раздел 1. Виртуальная реальность

(12 ч.)

Тема 1.1 Проектная деятельность (4 ч.):

Теория (3 ч.). Техника безопасности при работе с ПК.  Понятия «дизайн мышления», «пользовательский опыт», «глубинное интервью». Определение проблемы пользователя. Способы генерации идей для решения проблем. Жизненный цикл проекта. Гибкое управление проектами. Разделение ролей в команде. Распределение задач.

Практика (1 ч.). Выполнение пробного проекта "Новогодняя игрушка".

Тема 1.2 Виртуальная и дополненная реальность (3 ч.):

Теория (2 ч.). Современные устройства виртуальной и дополненной реальности, история развития этих устройств. Различие виртуальной, дополненной и смешанной реальностей. Области применения технологии виртуальной и дополненной реальности.

Практика (1 ч.). Тестирование контроллеров шлема виртуальной реальности. Выявление принципа их работы, поиск и структурирование информации о других способах взаимодействия с виртуальной реальностью в интернете.

Тема 1.3 Трехмерная графика в пакетах проектирования (5 ч.):

Теория (1 ч.): Пакет трехмерного проектирования Blender. Принципы моделирования.

Практика (4 ч.). Создание трехмерной модели в пакете проектирования Blender.  Обмер прототипа.

 

Раздел 2. Дополненная реальность AR

 (12 ч.):

Тема 2.1 Моделирование собственного 3D объекта для последующего проекта (5 ч.):

Теория (1 ч.). Перспектива, окружность в перспективе, штриховка, светотень, падающая тень. Передача объема гипсовой фигуры с помощью штриховки карандашом.

Практика (4 ч.). 3d-моделирование разрабатываемого объекта.

Тема 2.2 Дополненная и смешанная реальность (3 ч.):

Теория (1 ч.). Понятия дополненной и смешанной реальности, их основные отличия.

Практика (2 ч.). Тестирование существующих устройств AR и MR. Обсуждение принципов работы. Создание плана сценария приложения.

Тема 2.3 Разработка сценария AR приложения (4 ч.):

Практика (4 ч.). Анализ и оценка существующих решений проблемной ситуации, в которой помогло бы приложение с дополненной реальности. Создание сценария приложения: механику взаимодействия, функционал, примерный вид интерфейса. Презентация проекта, публичное выступление.

 

Раздел 3. Первые проекты AR приложений (12 ч.)

Тема 3.1 Игровой движок Unity. (2 ч.):

Теория (1 ч.). Возможности  Unity.  Интерфейс, сцены, камеры, источники света,  объекты на сцене, префабы,  простейшие материалы Asset Store.

Практика (1 ч.). Исследование  и применение инструментария Unity; понимание, как работают увиденные ранее примеры.

Тема 3.2 Разработка собственного приложения (6 ч.):

Практика (6 ч.). Разработка собственного приложения. Тестирование прототипов приложений и их последующая доработка.

Тема 3.3 Подготовка к защите проекта (4 ч.):

Практика (4 ч.). Составление плана презентации проекта. Подготовка графических материалов для презентации проекта (фото, видео, инфографика).  Освоение навыков верстки презентации при помощи Draw.io. Публичная защита проекта

 

Цели программы

Целью программы является формирование уникальных компетенций по работе с VR/AR-технологиями и их применение в работе над проектами

Результат программы

 

 

Данный вводный модуль формирует необходимые компетенции для дальнейшей работы в VR/AR-квантуме. Основными направлениями в изучении технологий виртуальной и дополненной реальности, с которыми познакомятся обучающиеся в рамках модуля, станут начальные знания о разработке приложений для различных устройств, основы компьютерного зрения, базовые понятия 3D-моделирования. Через знакомство с технологиями создания VR/AR-приложений виртуальной, дополненной и смешанной реальности будут развиваться исследовательские, инженерные и проектные компетенции. Освоение этих технологий подразумевает получение ряда базовых компетенций, владение которыми критически необходимо любому специалисту на конкурентном рынке труда в STEAM-профессиях.

В результате освоения программы у обучающихся будут сформированы следующие компетенции:

Профессиональные и знаниевые компетенции (Hard Skills):

-       знание правил техники безопасности при нахождении в технопарке, работе с компьютерным оборудованием, оборудованием Hi-Tech цеха и техническими средствами VR/AR;

-       дизайн-аналитика, дизайн-проектирование;

-       умение работать с инфографикой;

-       знание и применение методов генерации идей,

-       основы макетирования;

-       умение работать с планом презентации;

-       умение работать с графическими редакторами, видео, инфографикой;

-       умение работать с ПО для 3D-моделирования, анимации и визуализации;

-       умение активировать запуск приложений виртуальной реальности, устанавливать их на устройство и тестировать;

-       знание и понимание основных понятий: дополненная реальность (в т. ч. ее отличия от виртуальной), смешанная реальность, оптический трекинг, маркерная и безмаркерная технологии, реперные точки;

-       навыки создания AR-приложений;

-       знание основ перспективы, построения окружности в перспективе, построения объектов, передачи объема с помощью светотени, построение падающей тени, штриховки;

-       знание основ 3D-моделирования, объемно-пространственное мышление;

-       умение активировать запуск приложений дополненной реальности на AR-очках, устанавливать их на устройство и тестировать;

-       умение работать с облачными сервисами;

-       навыки формулирования проблемы, выдвижения гипотезы, умение ставить вопросы, умение находить, анализировать и использовать релевантную информацию, умение работать с пользовательским опытом;

-       знание основ алгоритмов и построения блок-схем;

-       знание основ программирования на языке C#.

Личностные и межличностные компетенции (Soft Skills):

-       работа в команде: работа в общем ритме, эффективное распределение задач и др.;

-       развитие познавательных интересов обучающихся;

-       умение ориентироваться в информационном пространстве, продуктивно использовать техническую литературу для поиска сложных решений;

-       навыки ведения проекта, проявление компетенции в вопросах, связанных с темой проекта, выбор наиболее эффективных решений задач в зависимости от конкретных условий;

-       развитие критического мышления;

-       проявление технического мышления, познавательной деятельности, творческой инициативы, самостоятельности;

-       способность творчески решать технические задачи;

-       готовность и способность применения теоретических знаний по физике, информатике для решения задач в реальном мире;

-       способность правильно организовывать рабочее место и время для достижения поставленных целей.

-       умение выступать публично, формулировать мысль и отстаивать свою точку зрения.

Особые условия проведения

Главной особенностью программы является то, что через знакомство с технологиями создания собственных устройств и разработки приложений будут развиваться исследовательские, инженерные и проектные компетенции.

Материально-техническая база

•   Рабочее место обучающегося:

ноутбук: производительность процессора (по тесту PassMark — CPU BenchMark http://www.cpubenchmark.net/): не менее 2000 единиц; объём оперативной памяти: не менее 4 Гб; объём накопителя SSD/еММС: не менее 128 Гб (или соответствующий по характеристикам персональный компьютер с монитором, клавиатурой и колонками); мышь.

•   Рабочее место наставника:

ноутбук: процессор IntelCore i5-4590/AMD FX 8350 — ана-

логичная или более новая модель, графический процессор NVIDIA GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290 — аналогичная или более новая модель, объём оперативной памяти: не менее 4 Гб, видеовыход HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 или более новая модель (или соответствующий по характеристикам персональный компьютер с монитором, клавиатурой и колонками);

-шлем виртуальной реальности HTC Vive или ViveProFullKit— 1 шт.;

-личные мобильные устройства обучающихся и/или наставника с операционной системой Android;

-презентационное оборудование с возможностью подключения к компьютеру — 1 комплект;

-флипчарт с комплектом листов/маркерная доска, соответствующий набор письменных принадлежностей — 1 шт.;

-единая сеть Wi-Fi.