Как используется виртуальная и дополненная реальность в школе?
Виртуальная и дополненная реальность качественно меняет процесс приобретения новых знаний и навыков в рамках школьной программы от стандартного теоретического изучения к проживанию явления, глубинному понимаю абстрактных процессов и объектов, воспроизведению ситуационного сюжета.
В школе технология виртуальной реальности может использоваться на базе следующих видов техники:
Как используется виртуальная и дополненная реальность в школе?
Виртуальная реальность (VR) – это создаваемая трехмерная среда, с которой пользователь может взаимодействовать за счет полного или частичного погружения. Технологий воспроизведения реалистичного пространства существует несколько: среда с погружением или без него, взаимодействие нескольких пользователей и переход через интернет-ресурсы.
Дополненная реальность (AR) – пространство, в котором цифровые дополнения присутствуют вместе с реальным окружением. Технология дополненной реальности не предусматривает создание нового пространства, а переносит цифровые объекты на реальные предметы. Для перехода в режим дополненной реальности используются устройства трехмерного просмотра с распознаванием жестов, объектов, браузеры с дополненной реальностью.
Смешанная реальность (MR) – своеобразный компромисс между виртуальной и дополненной реальностью. Пространство способно переместить предметы, созданные цифровыми гаджетами, в реальность. MR воспроизводит объемные предметы и позиционирует один объект одновременно для нескольких пользователей.
Зачем нужна виртуальная и дополненная реальность в школе?
Очки дополненной реальности могут использоваться на уроках изучения тех дисциплин, где требуется наглядность, демонстрация и визуализация. Виртуальная реальность используется для моделирования обучающего пространства в тех сферах, где необходима предварительная подготовка: лабораторные работы по предметным дисциплинам, технология, исследовательская деятельность.
Техника для создания виртуальной реальности облегчает процесс подготовки к урокам: преподавателю не нужно готовить макеты, модели, планировать экскурсии. Обычно техника для создания виртуальной реальности уместна на уроках по физике, химии, анатомии, истории, географии, биологии, астрономии и др.
Школьники получают одновременно массу преимуществ:
Как выбрать оборудование с виртуальной и дополненной реальностью для школы?
Виртуальная реальность в школе пригодится на программных уроках и во внеклассной работе в момент преподавания любых предметных дисциплин. Учитывая высокую стоимость подобного оборудования, администрации рядовой государственной школы будет достаточно сложно подобрать технику VR или AR для конкретного бюджета.
В момент покупки очков или шлемов необходимо предпочитать товары тех брендов, которые ориентированы на адаптацию разработок для образования. Продукция HIPER, Perception Neuron, Kat walk, Oculus VR соответствует требованиям ФГОС и адаптирована к отечественным образовательным программам. Перед покупкой стоит обратить внимание на комплектность набора, наличие оригинальных приложений и ПО, адаптацию на русский язык, свободный доступ к сервисной службе.
Британская компания HIPER основана в 2001 году, поэтому имеет около 20 лет опыта разработки и совершенствования гаджетов будущего. Разработчик предлагает линейку VR-очков и AR-пистолетов, которые не требуют дополнительной подзарядки. Устройства совместимы с любыми приложениями AppStore и Google Play.
Азиатский бренд Perception Neuron предлагает систему Motion Capture – отслеживание перемещений, их запись и загрузку. Техника работает на базе технологий Unity, Unreal и Oculus VR. Система является самым доступным и простым в управлении устройством для записи алгоритмов передвижения. В программное обеспечение уже встроена функция автоматического обновления прошивки.
Китайский разработчик Kat walk предлагает всенаправленные дорожки для виртуальной реальности нескольких поколений. Новейший вариант имеет компактные размеры, обновленную матрицу лазерных датчиков для мгновенного трекинга, улучшенную и более подвижную систему крепления. Устройства совместимы с очками виртуальной реальности SteamVR, Vive и Rift, PS VR.
Американская компания Oculus VR основана в 2012 году. Тогда же был выпущен первый шлем виртуальной реальности. Производитель предлагает несколько моделей: Oculus Rift, Oculus Go, Samsung Gear VR. Потребительские решения имеют стильный дизайн, четкий дисплей, позиционный звук, систему отслеживания с помощью инфракрасных индикаторов.
Восточный разработчик Epson Moverio предлагает AR гаджеты нового поколения в комплектации со всей необходимой гарнитурой. Стандартные приложения не совместимы с очками, но разработчик предлагает специальный магазин программ для установки. Оборудование совместимо с дронами, а также допускает использование конфиденциальной информации.
Очки виртуальной реальности VR HIPER VRQ+
Костюм Perception Neuron
Комплектация: Бюджетные VR очки HIPER VRQ+ и беспроводной джойстик, упрощающий взаимодействие с контентом
Комплектация:
32 датчика переносят в игровое пространство не только руки, но и полноценный аватар, создавая полностью функциональный персонаж.
Рабочая программа по курсу внеурочной деятельности «Виртуальная реальность»
Просмотр содержимого документа «Рабочая программа по курсу внеурочной деятельности «Виртуальная реальность»»
Муниципальное казенное учреждение
«Управление образования Карасукского района» Новосибирской области
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
гимназия № 1 имени Героя Советского Союза В.Н. Тимонова
Карасукского района Новосибирской области
Рассмотрена на заседании УТВЕРЖДАЮ
педагогического совета Директор ОУ
«__» _________202_ г., Доме Л.А.
Протокол № ________ от______2021г. №__
«Виртуальная и дополнена реальность»
Возраст обучающихся: 12-17 лет
Срок реализации программы: 1 год.
Киссурин Сергей Николаевич
Внутренняя экспертиза проведена. Программа рекомендована к рассмотрению на педагогическом (методическом) совете учреждения.
Зам. директора ОУ по НМР (УВР)/
Лист изменений в программе на 2022-2023 гг.
Все изменения программы рассмотрены и одобрены на заседании педагогического совета _____________, протокол №
Раздел № 1 «Комплекс основных характеристик программы» 4
Пояснительная записка 4
Направленность программы 4
Актуальность программы 4
Отличительные особенности программы 5
Авторский компонент программы 5
Адресат программы 7
Объем и срок освоения программы 7
Особенности организации образовательного процесса 8
Формы организации образовательного процесса 9
Цели и задачи программы 9
Результаты программы 10
Содержание программы 12
Раздел № 2 «Комплекс организационно-педагогических условий» 15
Календарный учебный график 15
Условия реализации программы 15
Формы аттестации 16
Оценочные материалы 17
Методические материалы 18
Рабочие программы (модули) курсов, дисциплин программы 21
Список литературы 23
Раздел № 1 «Комплекс основных характеристик программы»
Пояснительная записка Введение
За последние годы механизмы использования виртуальной и дополненной реальности значительно упростились, что делает эти технологии более доступными. На современном этапе развития технического прогресса подростки уже в состоянии создавать собственную виртуальную среду.
Виртуальная реальность (VR) – это непосредственно виртуальная среда, а дополненная реальность (AR) – это виртуальные объекты в реальной среде.
Виртуальная реальность – созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие.
Дополненная реальность – это разновидность виртуальной реальности, при которой виртуальные объекты размещаются поверх объектов реальной среды в режиме реального времени с помощью специальных компьютерных средств.
Образовательная программа «Виртуальная и дополненная реальность» реализуется в рамках федерального проекта «Успех каждого ребёнка» национального проекта «Образование».
Образовательная программа направлена на формирование интереса детей и подростков к инновационным медийным технологиям. Обучение по образовательной программе строится по системе: изучение технологии VR/AR с помощью VR/AR.
Направленность программы: техническая. Образовательная программа ориентирована на формирование интереса к техническим видам творчества, развитие конструктивного мышления средствами виртуальной и дополненной реальности.
За последнее десятилетие цифровые технологии активно проникли в сферу образования. Некоторые из них уверенно используются педагогами и учащимися, например, мультимедийные презентации. Другие до сих пор не нашли повсеместного применения в образовательном процессе, например, технология виртуальной и дополненной реальности.
При этом стоит отметить, что большим плюсом для сферы дополнительного образования является то, что дети и подростки воспринимают VR/AR как развлечение, игру. А ведь именно игровая деятельность считается одной из ведущих в системе дополнительного образования, что позволяет гармонично интегрировать в неё дополненную реальность. VR/AR не отрывает учащегося от действительности, а предлагает новый вариант взаимодействия с материальным миром, с конкретным объектом в режиме реального времени.
Современному подростку уже недостаточно быть только потребителем информации и IT-разработок, для него важно самому быть автором, творцом. И если маленький ребёнок создаёт новое из подручных средств, то подростку интереснее формировать цифровую среду. Использование технологии виртуальной и дополненной реальности позволяют в полной мере реализовать это стремление, создавая собственный VR/AR-контент.
Изучение новейших технологий мотивирует учащихся к использованию инновационных технологических разработок. Это способствует формированию компетенций продвинутого IT-пользователя, что в будущем обеспечит учащимся более высокую конкурентоспособность в современном цифровом обществе. Учащиеся будут осваивать навыки специальностей, которые станут востребованы уже в ближайшие десятилетия, многие из которых включены в Атлас профессий будущего: организатор проектного обучения, дизайнер дополненной реальности территорий, дизайнер виртуальных миров, архитектор виртуальности, архитектор трансмедийных продуктов. Все эти профессии по прогнозам специалистов появятся после 2020 года.
Отличительные особенности программы
Основной идеей, отличающей данную программу от существующих, является формирование интереса к содержательному наполнению современных IT-технологий через изучение VR/AR с помощью VR/AR. Разработчики программных продуктов отмечают, что «сама по себе технология мало кому нужна – нужно её практическое применение».
Занятия по образовательной программе делятся на три блока:
наработка пользовательского опыта по взаимодействию с VR/AR;
разработка собственного VR/AR-контента;
разработка VR/AR-проектов для обучения и досуга.
Таким образом, закладываются теоретические знания и формируются практические навыки по работе с виртуальной и дополненной реальностью.
Авторский компонент программы
Применяются авторские разработки педагога, рекомендованные к практическому использованию по результатам защиты магистерской диссертационной работы:
алгоритм применения дополненной реальности в проектной деятельности.
Образовательный процесс делится на два логических блока:
Наработка пользовательского опыта.
Разработка собственного VR/AR-проекта.
Для наработки пользовательского опыта по взаимодействию с VR/AR используются готовые решения, а также авторские образовательные и досуговые проекты педагога.
В процессе разработки собственного VR/AR-проекта учащиеся получают навыки деловой коммуникации и сетевого взаимодействия, ведь для разработки VR/AR-продукта необходима совместная деятельность специалистов различных направлений: программист, 3D-аниматор, дизайнер, художник, контент-менеджер. Это достигается в результате организации образовательного процесса, при котором над одним проектом работают учащихся нескольких творческих объединений.
Таким образом, учащиеся нарабатывают разноплановый опыт по реализации медиаобразовательных и медиасоциальных VR/AR-проектов в различных сферах жизни «от идеи до воплощения». Развиваются такие компетенции как: системное мышление, программирование, межотраслевая коммуникация, управление проектами, навыки художественного творчества.
При этом на первый план выводится содержательное наполнение VR/AR-технологии, её интеграция в повседневную жизнь.
Базовая основа для разработки программы
Целеполагание и принципы обучения, развития и воспитания данной программы основываются на нормативно-правовых документах федерального и муниципального уровней, а именно:
Закон об образовании в Российской Федерации.
Письмо Министерства образования и науки РФ, Департамент молодежной политики, воспитания и социальной защиты детей № 06-1844 от 11.12.2006 (приложение к письму – примерные требования к программам дополнительного образования детей);
Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 09 ноября 2018 г. N 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
Приказ Минобрнауки РФ от 23.08.2017 N 816 «Об утверждении Порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ»;
Паспорт регионального проекта «Успех каждого ребёнка».
Распоряжение Министерства Просвещения Российской Федерации от 17.1.2019 г. № Р-136 «Об утверждении методических рекомендаций по приобретению средств обучения и воспитания в целях создания новых мест в образовательных организациях различных типов для реализации дополнительных общеразвивающих программ всех направленностей в рамках региональных проектов, обеспечивающих достижения целей, показателей и результата федерального проекта «Успех каждого ребёнка» национального проекта «Образование», и признании утратившим силу распоряжения Минпросвещения России от 1 марта 2019 г. № Р-21 «Об утверждении рекомендуемого перечня средств обучения для создания новых мест в образовательных организациях различных типов для реализации дополнительных общеразвивающих программ всех направленностей».
«Санитарно-эпидемические требования к учреждениям дополнительного образования СанПиН 2.4.4.1251-03»
Методические рекомендации МинОбразования РФ;
Основой для разработки образовательной программы стали диссертационные исследования: магистра медиаобразования Т.С. Щедренко на тему «Использование технологии дополненной реальности в современном медиаобразовании»; кандидата педагогических наук А.В. Гриншкуна на тему «Технология дополненной реальности как объект изучения и средство обучения в курсе информатики основной школы».
Программа рассчитана на подростков 12-17 лет (6-11 класс) и разработана с учетом возрастных особенностей подростков.
Обучение начинается в возрасте 12-16 лет. Средний школьный возраст – самый благоприятный для творческого развития. В этом возрасте учащимся нравится решать проблемные ситуации, находить сходство и различие, определять причину и следствие. Ребятам интересны занятия, в ходе которых можно высказать свое мнение. Особое значение для подростка в этом возрасте имеет возможность самовыражения и самореализации, что возможно при использовании компетентно-деятельностного подхода в реализации проектной деятельности.
Примерный портрет учащегося
круг интересов: познавательный интерес в широком смысле слова, который выражается в стремлении к рассуждениям на общие темы (политические, этические, социальные и др.), проявление себя в творчестве, досуг и работа за компьютером, использование гаджетов.
личностные характеристики: общительность, отсутствие комплексов или стремление их преодолеть, восприимчивость к новому, активность, целеустремленность и настойчивость.
потенциальные роли в программе: учащийся выступает в роли разработчика виртуальной среды.
Объем и срок освоения программы
Программа рассчитана на 1 год обучения, 144 часа в год.
Уровень освоения программы
Содержание и материал программы организованы по принципу дифференциации и относятся к базовому уровню, который предполагает использование и реализацию таких форм организации материала, которые допускают освоение специализированных знаний и умений в сфере VR/AR технологий, гарантированно обеспечивают трансляцию общей и целостной картины в рамках содержательно-тематического направления программы.
Формы обучения – очная.
Предполагает обязательное посещение занятий, проводящихся в учебных помещениях МБОУ гимназии №1, что обеспечивает полноценное получение знаний и своевременное выполнение заданий. Регулярные встречи педагога с учащимся позволяют выявить сильные и слабые стороны учащегося, устранить пробелы в знаниях, мотивировать на углубленное развитие с учетом его склонностей и талантов.
Помимо очных занятий, возможно прохождение части заданий через организацию дистанционного обучения, используя такие интернет-ресурсы как платформа Stepik, группа в социальной сети «Вконтакте».
Особенности организации образовательного процесса
Образовательный процесс по программе «Виртуальная и дополненная реальность» реализуется на базе центра » Точка роста » МБОУ гимназии №1.
Обучение проходит в одновозрастных группах с разным списочным составом. Набор в учебные группы проходит в начале учебного года по возрастному принципу:
● группа рассчитана на учащихся одного возраста 12-14 лет; ● группа рассчитана на учащихся одного возраста 14-17 лет.
Состав группы постоянный. Группа – 10 человек.
В объединение принимаются учащиеся на основании письменного заявления родителей и регистрации на интернет-портале «Навигатор дополнительного образования детей Новосибирской области».
Основная форма организации образовательного процесса – групповые занятия. Теоретические занятия проходят с полной группой.
Программа кружка «Виртуальная реальность» направлена на подготовку творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи в команде в области информационных технологий, решать ситуационные кейсовые задания, основанные на групповых проектах.
Педагоги
Бондаренко Ольга Владимировна, учитель информатики.
Содержание программы
Раздел 1. Проектируем идеальное VR-устройство
Раздел 2. Разрабатываем VR/AR-приложения
Цели программы
Формирование уникальных Hard- и Soft- компетенций по работе с VR/AR-технологиями через использование кейстехнологий.
Результат программы
В результате освоения программы обучающиеся должны научиться:
— 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;
Стремительное развитие технологий не могло не отразиться на образовательном процессе. И хотя технологии VR (виртуальной реальности) уже не являются чем-то новым, в образовании их стали применять относительно недавно. В рамках образовательных программ «Менеджмент игровых проектов» и «Основы создания игр» наши слушатели и выпускники делают проекты в том числе и с использованием технологий виртуальной реальности, поэтому в данной статье хотим детально разобрать одну из сфер применения VR, а именно VR в образовании.
Причин распространения технологий виртуальной реальности на сферу образования можно выделить несколько:
Предлагаем вам более детально рассмотреть, как VR используется в образовательной сфере уже сегодня и почему за этой технологией будущее, а также каковы ее перспективы.
Современные реалии VR в образовании
Группа аналитиков компании ABI Research заявляет, что уже к 2022 году мировой VR-рынок вырастет до 5-6 миллиардов долларов США. И это, по мнению экспертов, только начало.
Нам уже известны успешные примеры использования VR в обучении. Например:
Определенно, лидерами по внедрению виртуальной реальности в образовании остаются США и Европейские государства. Но и Россия в этом плане стремится идти в ногу со временем. Начиная с 2018 года, запущен целый ряд крупных образовательных VR-проектов:
Проект «Цифровая школа» и вовсе является одним из наиболее амбициозных. По данным инициаторов, уже к 2024 году планируется внедрить его в 25% всех «пилотных» учебных учреждений.
5 причин использовать VR в образовании уже сегодня
В основе обучения с применением виртуальной реальности лежат иммерсивные технологии – виртуальное расширение реальности, позволяющее лучше воспринимать и понимать окружающую действительность. То есть, они в буквальном смысле погружают человека в заданную событийную среду.
Преимуществ иммерсивного подхода несколько.
Отдельно стоит упомянуть, что виртуальная реальность способствует геймификации процесса обучения. Значительную часть информации можно подать в игровой форме. И точно так же закреплять материал, проводить практические занятия и многое другое. Таким образом сухая теория становится наглядной, понятной и намного более интересной, чем еще больше вовлекает обучающихся и увеличивает эффективность образования.
Отдельно стоит вопрос цены. Несмотря на стремительное распространение и удешевление VR-оборудования, его покупка для личного использования пока выглядит не самым дешевым удовольствием. Но, если мы говорим о приобретении для образовательного учреждения, то это уже совсем другое дело. Так, например, в интернет-магазине «Виртуальные Очки» можно приобрести самые разнообразные устройства виртуальной и дополненной реальности по разнообразным ценам: начиная от наиболее доступных очков для смартфонов или всеми любимых Oculus Rift S, Oculus Quest и заканчивая такими инновационными и довольно дорогостоящими девайсами, как Microsoft Hololens 2 и Magic Leap One. Конечно, принцип действия и функциональность у всех устройств отличаются, как и целевое назначение, что напрямую влияет на их цену.
Как VR изменит будущее системы образование и почему технология все еще не стала повсеместной
Наблюдая за актуальными тенденциями, можно с уверенностью говорить, что со временем VR-оборудование будет становиться доступнее. Одним из ключевых факторов распространения технологии будет является увеличение доступного VR-контента. Не только для школ, но также для университетов и других учреждений. При этом использовать виртуальную реальность в обучении можно в любом возрасте – как для учеников младших классов, так и для людей в возрасте, которые решили освоить новую профессию или усовершенствовать существующие навыки.
Но если VR-технологии уже сегодня так развиты, почему они не приобрели массовый характер? Первую причину мы уже упомянули – это цена. Оборудование все еще остается довольно дорогим для массового покупателя, не считая устройств для смартфонов. К тому же, не все готовы вкладывать деньги прямо сейчас, так как опасаются, что через полгода-год может случиться новый стремительный скачок развития технологии и купленное оборудование окажется устаревшим.
Однако помимо цены есть еще несколько важных факторов.
И несмотря на это, многие специалисты уверены, что в течение следующих 5 лет мы будем наблюдать интенсивное распространение технологий виртуальной реальности в образовательном секторе.
Разумеется, пока что не приходится говорить о массовом проведении целых 45-минутных школьных уроков полностью в VR. Однако отведение под него 5-10 минут – более чем реально и в некоторых школах уже постепенно практикуется.
Как сегодня возможно использовать технологии виртуальной реальности в образовании?
Многие современники воспринимают виртуальную реальность как нечто далекое и недоступное рядовому пользователю. Другие уверены, что VR – это технология исключительно для игр. На самом деле ошибаются и те, и другие.
VR уже здесь и доступен каждому. Даже с самыми бюджетными очками виртуальной реальности. Например, с Homido Prime, цена которых на сайте «Виртуальные Очки» – менее 5 000 рублей.
Образовательный VR-контент сейчас можно найти в самых разных источниках, например:
Если вы полагаете, что сегодня слишком мало VR-программ для обучения, спешим уверить вас в обратном. Их масса в самых разных сферах. Притом некоторые достаточно узкоспециализированные. Да, не так много из них доступно на русском языке, но это лишь вопрос времени.
Предлагаем обратить внимание на несколько интересных образовательных программ, которые можно использовать уже сейчас.
Кроме того, существуют крупные компании, которые принимают заказы на создание образовательного контента для обучения. То есть, школа или вуз вполне может заказать уникальную программу и использовать в своем учебном процессе. Да, это опять-таки упирается в вопрос утверждения на государственном уровне, но прецедентов уже масса. Особенно в западноевропейских вузах.
Мы с вами стоим на пороге совершенно нового этапа в развитии всей образовательной сферы. Технологичного, эффективного и по-настоящему увлекательного. И сделать первый шаг навстречу этому будущему можно уже сейчас!
Хотите сами делать проекты в виртуальной реальности? Приходите к нам на обучение на образовательную программу «Менеджмент игровых проектов», где во время обучения при поддержке специалистов с многолетним опытом вы будете создавать собственные виртуальные миры, в том числе и в VR.
