Общеобразовательная общеразвивающая

программа технической направленности

«Разработка приложений виртуальной и дополненной реальности: 3D-моделирование и

программирование»

Целевая аудитория: обучающиеся 6 класса

Срок реализации: 68 часов

2021 г.

Содержание

I. Пояснительная записка

3

II. Учебно-тематический план

8

III. Содержание учебно-тематического плана

10

IV. Материально-технические условия реализации программы

22

V. Список литературы

23

I. Пояснительная записка

Актуальность: виртуальная и дополненная реальности — особые технологические

направления, тесно связанные с другими. Эти технологии включены в список ключевых

и оказывают существенное влияние на развитие рынков. Практически для каждой

перспективной позиции будущего крайне полезны будут знания из области 3D-

моделирования, основ программирования, компьютерного зрения и т. п.

Согласно

многочисленным

исследованиям,

VR/AR-рынок

развивается

по экспоненте — соответственно, ему необходимы компетентные специалисты.

В ходе практических занятий по программе вводного модуля обучающиеся

познакомятся с виртуальной, дополненной и смешанной реальностями, поймут их

особенности и возможности, выявят возможные способы применения, а также определят

наиболее интересные направления для дальнейшего углубления, параллельно развивая

навыки

дизайн-мышления,

дизайн-анализа

и

способность

создавать

новое

и

востребованное.

Синергия методов и технологий, используемых в направлении «Разработка

приложений виртуальной и дополненной реальности», даст обучающемуся уникальные

метапредметные

компетенции,

которые

будут

полезны

в

сфере

проектирования,

моделирования объектов и процессов, разработки приложений и др.

Программа даёт необходимые компетенции для дальнейшего углублённого

освоения дизайнерских навыков и методик проектирования. 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 собственных устройств и разработки

приложений

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.

Цель программы: формирование уникальных Hard- и Soft-компетенций по работе

с VR/AR-технологиями через использование кейс-технологий.

Задачи программы:

Обучающие:

−

объяснить базовые понятия сферы разработки приложений виртуальной и

дополненной реальности: ключевые особенности технологий и их различия между

собой, панорамное фото и видео, трекинг реальных объектов,

интерфейс,

полигональное моделирование;

−

сформировать

навыки

выполнения

технологической

цепочки

разработки

приложений для мобильных устройств и/или персональных компьютеров с

использованием специальных программных сред;

−

сформировать базовые навыки работы в программах для разработки приложений с

виртуальной и дополненной реальностью;

−

сформировать

базовые

навыки

работы

в

программах

для

трёхмерного

моделирования;

−

научить использовать и адаптировать трёхмерные модели, находящиеся в

открытом доступе, для задач кейса;

−

сформировать базовые навыки работы в программах для разработки графических

интерфейсов;

−

привить навыки проектной деятельности, в том числе использование инструментов

планирования.

Развивающие:

−

на

протяжении

всех

занятий

формировать

4K-компетенции

(критическое

мышление, креативное мышление, коммуникация, кооперация);

−

способствовать расширению словарного запаса;

−

способствовать

развитию

памяти,

внимания,

технического

мышления,

изобретательности;

−

способствовать развитию алгоритмического мышления;

−

способствовать формированию интереса к техническим знаниям;

−

способствовать формированию умения практического применения полученных

знаний;

−

сформировать умение формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;

−

сформировать умение выступать публично с докладами, презентациями и т. п.

Воспитательные:

−

воспитывать аккуратность и дисциплинированность при выполнении работы;

−

способствовать

формированию

положительной

мотивации

к

трудовой

деятельности;

−

способствовать формированию опыта совместного и индивидуального творчества

при выполнении командных заданий;

−

воспитывать трудолюбие, уважение к труду;

−

формировать чувство коллективизма и взаимопомощи;

−

воспитывать чувство патриотизма, гражданственности, гордости за достижения

отечественной ИТ-отрасли.

Прогнозируемые результаты и способы их проверки

Личностные результаты:

−

критическое отношение к информации и избирательность её восприятия;

−

осмысление мотивов своих действий при выполнении заданий;

−

развитие любознательности, сообразительности при выполнении разнообразных

заданий проблемного и эвристического характера;

−

развитие

внимательности,

настойчивости,

целеустремлённости,

умения

преодолевать трудности;

−

развитие

самостоятельности

суждений,

независимости

и

нестандартности

мышления;

−

освоение социальных норм, правил поведения, ролей и форм социальной жизни в

группах и сообществах;

−

формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве с

другими обучающимися.

Метапредметные результаты:

Регулятивные универсальные учебные действия:

−

умение принимать и сохранять учебную задачу;

−

умение планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

−

умение ставить цель (создание творческой работы), планировать достижение этой

цели;

−

умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль по результату;

−

способность адекватно воспринимать оценку наставника и других обучающихся;

−

умение различать способ и результат действия;

−

умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения

задачи на основе её оценки и учёта характера сделанных ошибок;

−

умение в сотрудничестве ставить новые учебные задачи;

−

способность проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;

−

умение осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных

ситуациях;

−

умение оценивать получающийся творческий продукт и соотносить его с

изначальным замыслом, выполнять по необходимости коррекции либо продукта,

либо замысла.

Познавательные универсальные учебные действия:

−

умение осуществлять поиск информации в индивидуальных информационных

архивах обучающегося, информационной среде образовательного учреждения,

федеральных хранилищах информационных образовательных ресурсов;

−

умение использовать средства информационных и коммуникационных технологий

для решения коммуникативных, познавательных и творческих задач;

−

умение ориентироваться в разнообразии способов решения задач;

−

умение

осуществлять

анализ

объектов

с

выделением

существенных

и

несущественных признаков;

−

умение проводить сравнение, классификацию по заданным критериям;

−

умение строить логические рассуждения в форме связи простых суждений об

объекте;

−

умение устанавливать аналогии, причинно-следственные связи;

−

умение моделировать, преобразовывать объект из чувственной формы в модель,

где

выделены

существенные

характеристики

объекта

(пространственно-

графическая или знаково-символическая);

−

умение синтезировать, составлять целое из частей, в том числе самостоятельно

достраивать с восполнением недостающих компонентов.

Коммуникативные универсальные учебные действия:

−

умение аргументировать свою точку зрения на выбор оснований и критериев при

выделении признаков, сравнении и классификации объектов;

−

умение выслушивать собеседника и вести диалог;

−

способность признавать возможность существования различных точек зрения и

право каждого иметь свою;

−

умение

планировать

учебное

сотрудничество

с

наставником

и

другими

обучающимися: определять цели, функции участников, способы взаимодействия;

−

умение осуществлять постановку вопросов: инициативное сотрудничество в поиске

и сборе информации;

−

умение разрешать конфликты: выявление, идентификация проблемы, поиск и

оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его

реализация;

−

умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии

с задачами и условиями коммуникации;

−

владение монологической и диалогической формами речи.

Предметные результаты

В результате освоения программы обучающиеся должны

знать:

−

ключевые особенности технологий виртуальной и дополненной реальности;

−

принципы работы приложений с виртуальной и дополненной реальностью;

−

перечень современных устройств, используемых для работы с технологиями, и их

предназначение;

−

основной функционал программ для трёхмерного моделирования;

−

принципы и способы разработки приложений с виртуальной и дополненной

реальностью;

−

основной

функционал

программных

сред

для

разработки

приложений

с

виртуальной и дополненной реальностью;

−

особенности разработки графических интерфейсов.

уметь:

−

настраивать и запускать шлем виртуальной реальности;

−

устанавливать и тестировать приложения виртуальной реальности;

−

самостоятельно собирать очки виртуальной реальности;

−

формулировать задачу на проектирование исходя из выявленной проблемы;

−

уметь пользоваться различными методами генерации идей;

−

выполнять примитивные операции в программах для трёхмерного моделирования;

−

выполнять примитивные операции в программных средах для разработки

приложений с виртуальной и дополненной реальностью;

−

компилировать

приложение

для

мобильных

устройств

или

персональных

компьютеров и размещать его для скачивания пользователями;

−

разрабатывать графический интерфейс (UX/UI);

−

разрабатывать все необходимые графические и видеоматериалы для презентации

проекта;

−

представлять свой проект.

владеть:

−

основной терминологией в области технологий виртуальной и дополненной

реальности;

−

базовыми навыками трёхмерного моделирования;

−

базовыми навыками разработки приложений с виртуальной и дополненной

реальностью;

−

знаниями по принципам работы и особенностям устройств виртуальной и

дополненной реальности.

Формы подведения итогов реализации общеобразовательной программы

Подведение итогов реализуется в рамках защиты результатов выполнения Кейса 1 и

Кейса 2.

Формы демонстрации результатов обучения

Представление результатов образовательной деятельности пройдёт в форме публичной

презентации решений кейсов командами и последующих ответов выступающих на

вопросы наставника и других команд.

Формы диагностики результатов обучения

Беседа, тестирование, опрос.

Содержание программы курса

Программа предполагает постепенное расширение знаний и их углубление, а также

приобретение умений в области проектирования, конструирования и изготовления

творческого продукта.

В основе образовательного процесса лежит проектный подход. Основная форма

подачи теории — интерактивные лекции и пошаговые мастер-классы в группах до 10–15

человек. Практические задания планируется выполнять как индивидуально и в парах, так

и в малых группах. Занятия проводятся в виде бесед, семинаров, лекций: для наглядности

подаваемого

материала

используется

различный

мультимедийный

материал

—

презентации, видеоролики, приложения пр.

Тематическое планирование

№

п/п

Разделы программы учебного курса

Всего

часов

Образовательная часть

Кейс 1.

Проектируем идеальное VR-устройство

Блок 1. Кейс 1.1

Сборка собственной VR-гарнитуры

15

1

Знакомство с VR/AR-технологиями на интерактивной вводной

лекции

1

Тестирование

устройства,

установка

приложений,

анализ

принципов работы, выявление ключевых характеристик

1

Изучение принципов работы VR-контроллеров.

Выявление принципов работы шлема виртуальной реальности,

поиск, анализ и структурирование информации о других VR-

устройствах

1

Поиск необходимых схем и способов для сборки устройств.

Выбор материала и конструкции для собственной гарнитуры,

подготовка к сборке устройства

1

Чертеж собственной гарнитуры

2

Сборка собственной гарнитуры, вырезание необходимых деталей,

2

Дизайн устройства

1

Тестирование и доработка прототипа

2

Работа с картой пользовательского опыта: выявление проблем, с

которыми можно столкнуться при использовании VR-технологий.

Фокусировка на одной из них. Анализ и оценка существующих

решений проблемы.

1

1

Изучение понятия «перспектива», окружности в перспективе,

штриховки, светотени, падающей тени

2

Изучение

светотени

и

падающей

тени

на

примере

фигур.

Построение быстрого эскиза фигуры в перспективе, передача

объёма с помощью карандаша. Техника рисования маркерами

2

Блок 2. Кейс 1.2.

Трехмерное моделирование «идеального» VR-устройства

17

Освоение навыков работы в ПО для трёхмерного проектирования

(на выбор — Rhinoceros 3D, Autodesk Fusion 360)

6

3D-моделирование разрабатываемого устройства

5

Фотореалистичная визуализация 3D-модели. Рендер (KeyShot,

Autodesk Vred)

2

Подготовка графических материалов для презентации проекта

(фото,

видео,

инфографика).

Освоение

навыков

вёрстки

презентации

2

Представление проектов перед другими обучающимися. Публичная

презентация и защита проектов

2

Кейс 2. Разработка VR/AR-приложения

Блок 3. 2.1. Получение навыков полигонального моделирования и

знаний о программных средах для сборки VR/AR-приложений

17

Вводная интерактивная лекция по технологиям дополненной и

смешанной реальности.

1

Тестирование

существующих

AR-приложений,

определение

принципов работы технологии.

1

Инструменты для создания приложений

1

. , -. -

Интерфейс 3D-редактора для создания полигональной 3D-модели

(на усмотрение педагога – Blender 3D, 3Ds Max и др.)

1

Работа в 3D-редакторе: разбор функционала и отработка базовых

навыков

5

Обзор и работа с бесплатными репозиториями полигональных 3D-

моделей

2

Функционал платформ для разработки VR/AR-приложений

1

Платформы разработки: создание алгоритмов приложения

4

Выявление ключевых требований к разработке GUI — графических

интерфейсов приложений

1

Блок 4. 2.2. Разработка собственного приложения с дополненной

реальностью (по желанию команды – c виртуальной реальностью)

17

Выявление пользовательской проблемы, которую способно решить

приложение

2

Деление на команды, предварительное распределение ролей

1

Предпроектное исследование

1

Распределение ролей в команде, определение цели и задач работы

каждого

1

Разработка

сценария

приложения:

механика

взаимодействия,

функционал, примерный вид интерфейса

1

Разработка VR/AR-приложения в соответствии со сценарием

6

Сбор обратной связи от потенциальных пользователей приложения

1

Доработка приложения, учитывая обратную связь пользователя.

2

Представление проектов перед другими обучающимися. Публичная

презентация и защита проектов

2

: (, , ).

Всего часов

68

Содержание тем программы

Кейс 1. Проектируем идеальное VR-устройство

В рамках первого кейса, состоящего из набора мини-кейсов (34 ч.), учащиеся

исследуют

существующие

модели

устройств

виртуальной

реальности,

выявляют

ключевые параметры, а затем выполняют проектную задачу – конструируют собственное

VR-устройство. Дети исследуют VR-контроллеры и обобщают возможные принципы

управления системами виртуальной реальности. Сравнивают различные типы управления

и делают выводы о том, что необходимо для «обмана» мозга и погружения в другой мир.

Дети смогут собрать собственную модель VR-гарнитуры: спроектировать, собрать

нужные элементы, а затем протестировать самостоятельно разработанное устройство.

Далее

обучающиеся

эскизируют

и

моделируют

VR-устройство,

с

устраненными

недостатками, выявленными в ходе пользовательского тестирования.

Кейс 2. Разрабатываем VR/AR-приложения

После формирования основных понятий виртуальной реальности, получении

навыков работы с VR-оборудованием во втором кейсе (34 ч) учащиеся переходят к

рассмотрению понятий дополненной и смешанной реальности, разбирают их основные

отличия от виртуальной. Создают собственное AR-приложение (по желанию команды –

VR-приложение),

отрабатывая

навыки

работы

с

необходимым

в

дальнейшем

программным обеспечением, навыки дизайн-проектирования и дизайн-аналитики.

Перечень рекомендуемых источников

1.

Марина Ракова и др.: Учимся шевелить мозгами; ФНФРО 2019; 142 с

2.

Шпаргалка по дизайн мышлению; ФНФРО 2019; 25 с

3.

Шпаргалка по рефлексии; ФНФРО 2019; 13 с

4.

Кузнецова И.А.: Разработка VR/AR приложений; ФНФРО 2019; 20 с

5.

Адриан Шонесси «Как стать дизайнером, не продав душу дьяволу» / Питер

6.

Алан Купер «Об интерфейсе. Основы проектирования взаимодействия»

7.

Джеф Раскин «Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных

систем»

8.

Жанна Лидтка,

Тим Огилви

«Думай как дизайнер. Дизайн-мышление для

менеджеров» / Манн, Иванов и Фербер

9.

Майкл Джанда «Сожги свое портфолио! То, чему не учат в дизайнерских школах» /

Питер

10. Фил Кливер «Чему вас не научат в дизайн-школе» / Рипол Классик

11. Bjarki Hallgrimsson

«Prototyping and Modelmaking for Product Design (Portfolio

Skills)» / Paperback 2012

12. Jennifer Hudson

«Process 2nd Edition: 50 Product Designs from Concept to

Manufacture»

13. Jim Lesko «Industrial Design: Materials and Manufacturing Guide»

14. Kevin Henry «Drawing for Product Designers (Portfolio Skills: Product Design)» /

Paperback 2012

15.Koos Eissen,

Roselien Steur

«Sketching: Drawing Techniques for Product

Designers» / Hardcover 2009