Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа 3D-моделирование

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
технической направленности
«3D-моделирование»
Возраст обучающихся: 12 - 16 лет
Срок реализации: 2 года

Автор-составитель:
Харин Е.С.,
педагог дополнительного
образования

г. Североуральск
1

Оглавление
1. Комплекс основных характеристик. ................................................................. 3
1.1. Пояснительная записка. .................................................................................. .3
1.2.Цель и задачи программы…………………………………………………….4
1.3.Планируемые результаты…………………………………………………….6
1.4.Содержание общеразвивающей программы………………………………..8
2. Комплекс организационно-педагогических условий………………………..12
2.1.Календарный учебный график…………………………………………........12
2.2.Условия реализации программы……………………….……………………12
2.3.Форма аттестации и оценочные материалы………………………………...14
Список литературы…………………………………..…………………………...16

1. Комплекс основных характеристик
1.1 Пояснительная записка
Направленность: техническая
Актуальность
Актуальность программы обусловлена его направленностью на овладение
знаниями в области компьютерной трехмерной графики, которые повсеместно
используются в различных сферах деятельности и становятся все более значимыми для
полноценного

развития

личности.

Данная

программа

развивает

творческое

воображение, конструкторские, изобретательские, научно-технические компетенции
школьников и нацеливает на осознанный выбор необходимых обществу профессий,
таких как инженер-конструктор, инженер-технолог, проектировщик, дизайнер и т.д.
Поддержка и развитие детского технического творчества соответствуют актуальным и
перспективным потребностям личности и стратегическим национальным приоритетам
Российской Федерации.
Адресат
 Возраст обучающихся: 12-16 лет
 Численность группы: до 10 обучающихся
 В реализации данной программы участвуют обучающиеся не имеющие
медицинских противопоказаний. Программа не предусматривает
конкурсного отбора.
 На программу могут быть зачислены дети-инвалиды и дети с ОВЗ, не
имеющие интеллектуальных нарушений.
Режим занятий: 4 часа в неделю. Продолжительность занятий в группах
устанавливается в соответствии с санитарными нормами и правилами и
рассчитана в академических часах (академический час – 40 минут) с учетом
возрастных особенностей обучающихся.
Объем общеразвивающей программы: 304 часа, из них:
- 1-й год обучения – 152 часа (периодичность занятий – 4 раз в неделю по 1
часу);
- 2-й год обучения – 152 часа (периодичность занятий – 4 раза в неделю по 1
часу).
3

Срок освоения: 2 года
Уровневость: базовый уровень
Формы обучения: индивидуальные, групповые, фронтальные, коллективные,
парные, аудиторные и внеаудиторные, классные и внеклассные, школьные и
внешкольные формы обучения.
Виды занятий: комбинированные, лекции, коллоквиумы, экскурсии,
обучающие игры, презентации, проектирование, круглый стол, ролевые
игры.
Формы подведения результатов: участие детей в выставках различных
уровней; конкурсах, фестивалях, конференциях; защите творческих работ и
др.

1.2 Цель и задачи программы
Цель программы – формирование базовых знаний в области трехмерной
компьютерной графики и овладение навыками работы в различных программах
Задачи программы:
1. Образовательные:
- дать учащимся представление о трехмерном моделировании, его назначении,
промышленном и бытовом применении, перспективах развития;
- познакомить с основными инструментами и возможностями создания и
обработки изображения в программе SketchUp, Tenkercad
- научить ориентироваться в трехмерном пространстве сцены;
- научить эффективно использовать базовые инструменты создания объектов;
- научить модифицировать, изменять и редактировать объекты или их отдельные
элементы;
- научить объединять созданные объекты в функциональные группы;
2. Развивающие:
- способствовать развитию интереса к изучению и практическому освоению
программ для 3D моделирования;
- развивать пространственное
пространственных объектов;

воображение,

умения

анализа

синтеза

- способствовать расширению кругозора в области знаний, связанных с
компьютерными технологиями;
- способствовать развитию творческих способностей, фантазии и эстетического
4

вкуса;
3. Воспитательные:
- способствовать формированию потребности к осознанному использованию
компьютерных технологий при обучении в школе и в повседневной жизни;
- воспитывать готовность к саморазвитию в сфере информационных технологий;
- воспитание самостоятельной личности, умеющей ориентироваться в новых
социальных условиях;
- воспитывать информационную культуру как составляющую общей культуры
современного человека;

1.3 Планируемые результаты
Личностные результаты:
- формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню
развития науки и общественной практики;
- осознание ценности пространственного моделирования;
- осознание ценности инженерного образования;
- формирование сознательного отношения к выбору будущей профессии;
- формирование информационной культуры как составляющей общей культуры
современного человека;
- формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной,
учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.
Метапредметные результаты:
- умение ставить учебные цели;
- умение использовать внешний план для решения поставленной задачи;
- умение планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и
условиями ее реализации;
- умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль выполнения учебного задания
по переходу информационной обучающей среды из начального состояния в конечное; умение сличать результат действий с эталоном (целью);
- умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения
задачи с ранее поставленной целью;
- умение оценивать результат своей работы, а также самостоятельно определять
пробелы в усвоении материала курса.
- владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления
осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
- умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии,
классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для
классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое
рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать
выводы;
- умение создавать, применять и преобразовывать графические объекты для решения
учебных и творческих задач;
- умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей
коммуникации;
Предметные результаты:
- умение использовать терминологию моделирования;
6

- умение работать в среде графических 3D редакторов;
- приобрести навыки работы в среде 3D-моделирования и освоить основные приемы
выполнения проектов трехмерного моделирования;
- освоить элементы технологии проектирования в 3D-системах и применять их при
реализации исследовательских и творческих проектов.
- умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать
для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и
интересы своей познавательной деятельности;
- владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления
осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
- умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии,
классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для
классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое
рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать
выводы;
- умение создавать, применять и преобразовывать графические объекты для решения
учебных и творческих задач;
- умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей
коммуникации;

1.4 Содержание общеразвивающей программы
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Разделы

Темы

Теория

Практика

Всего
час.

12
26
26
10
74

4
26
18
22
8
78

16
52
44
32
8
152

6
48
122

46
8
104
182

52
8
152
304

Первый год обучения
Блок 1
Блок 2
Блок 3
Блок 4

Блок 5
Блок 6
Блок 7

Введение в VR-системы.
Работа со средой Unity 3D.
Написание скриптов на C#.
Разработка приложений в технологии VR.
Итоговая аттестация.
Итого за первый год обучения.
Второй год обучения
Повышение мастерства работы со средой
Unity 3D.
Высококачественное программирование
проектов.
Разработка приложений в технологии VR.
Итоговая аттестация
Итого за второй год обучения:
Итого:

Первый год обучения
Учебно-тематический план
Объём часов
Раздел

Наименование темы
Всего часов

Блок 1
1

3
4
Блок 2
1
2
3

4
5

Первый год обучения
Введение в VR-системы.
VR системы. Предпосылки, история,
области применения систем виртуальной
реальности. Инструктаж по ТБ.
Основные понятия, принципы и
инструментарии разработки систем VR,
оборудование для реализации VR.
Этапы и технологии создания систем VR,
структура и компоненты.
Обзор современных 3D-движков.
Работа со средой Unity 3D.
Начало работы в Unity 3D.
Работа с объектом Terrain. Создание
ландшафта.
Наложение текстур, рельефа,
растительности на Terrain. Генерация
деревьев. Skyboxes.
Добавление персонажа. Управление
персонажем.
Работа с освещением.

Теория

Практика

16
2

12
2

4
-

2
52
2
4

2
26
2
2

26
2

6
7
8
9
10
11
12
Блок 3
1
2
3

4
5
6
7
Блок 4
1
2
3
4
5
1

Наложение текстур и материалов.
6
Шейдеры.
Применение шейдеров в Unity 3D.
4
Импорт объектов из 3D-редакторов в Unity
4
3D.
Физическая модель Unity 3D. Коллайдеры,
4
rigidbody, соединение объектов (joint).
Использование ragdoll.
4
8
Создание графического интерфейса
пользователя.
Система частиц для имитации огня, пыли,
4
дыма, искр и т.д.
Написание скриптов на C#.
44
Введение в написание скриптов на C#.
2
Изучение типов переменных, функций,
12
условий и базовых классов Unity3D.
Примеры скриптов для назначения клавиш
8
управления, смены дня и ночи,
скрытия/показа объектов.
Трассировка лучей для выбора объектов,
8
показ информации об объекте.
Озвучивание событий в проекте.
4
Построение проекта для разных платформ.
4
Использование UnityWebPlayer.
Вопросы оптимизации.
6
Разработка приложений в технологии VR.
28
Разница между AR, Virtual Reality (VR) и
2
Mixed Reality.
Оборудование. Ведущие компании2
разработчики VR/AR-проектов.
4
Платформы для разработки приложений
VR.
Технология разработки VR-приложения в
8
Unity.
Проектная работа воспитанников.
10
Итоговая аттестация
Презентация и защита группой
2
собственного проекта.
Итого за первый год:
152

2
2

2
4

26
2
8

18
4

2
2

18
2

12
2

Второй год обучения
Раздел

Наименование темы

Объём часов
Всего

Блок 5
1

Повышение мастерства работы со средой
Unity 3D.
Общий обзор используемых
профессиональных технологий.
Инструктаж по ТБ.
Обработка событий в игровой среде.

Теория

Практика

3
4
Блок 6
1
2
3
4
5
6
7
Блок 7
1
2
3
4
1

Создание и использование анимации для
объектов.
Специальные эффекты.
Высококачественное программирование
проектов.
Командная работа и распределение
обязанностей.
Контроль качества.
Совместное конструирование.
Тестирование.
Отладка.
Рефакторинг.
Оптимизация.
Разработка приложений в технологии VR.
Генерирование идей будущего проекта.
Проработка системных требований и
создание архитектуры проекта.
Формирование команды проекта и
распределение обязанностей.
Проектная работа воспитанников.
Итоговая аттестация
Презентация и защита группой
собственного проекта.
Итого за второй год:

12
8

8
8
8
8
8
8

4
4
4
4
4
4
6
2
4

4
4
4
4
4
4

52
8
12
4
28
4

46
6
8

152

4
48

104

Содержание учебно-тематического плана
Раздел 1. Введение в VR-системы.
Тема: Введение в предмет.
Теория: Определение виртуальной, дополненной и смешанной реальности.
История разработки технологии виртуальной и дополненной реальности.
Технические устройства для виртуальной и дополненной реальности. Раздел 2.
Работа со средой Unity 3D.
Теория: Использование технологии виртуальной и дополненной реальности в
различных сферах жизни.
Практика: Образовательная игра с элементами виртуальной и дополненной
реальности.
Раздел 3. Написание скриптов на C#.
Тема: Виртуальная реальность.
Теория: Отличительные особенности
технологии.
Позиционирование
пользователя относительно среды. Киберукачивание.
Практика: Погружение в виртуальную реальность.
Тема: Видео 360 градусов.
Теория: Использование видео 360 градусов в туристической и музейной
деятельности. Видео 360 градусов в блогерской практике. Позиционирование
пользователя относительно среды.
Практика: Просмотр видео 360 градусов. Видеосъемка и монтаж видео 360
градусов.
10

Раздел 4. Разработка приложений в технологии VR.
Теория: Обзор коммерческих, социальных и образовательных проектов с
использованием видео 360 градусов. Алгоритм проектной деятельности.
Практика: Разработка группового медиасоциального проекта с использованием
видео 360 градусов.
Раздел 5. Повышение мастерства работы со средой Unity 3D.
Тема: Классификация AR-технологии.
Теория: Виды классификаций технологии дополненной реальности.
Взаимосвязь классификаций.
Практика: Разбор AR-кейсов.
Тема: AR-контент.
Теория: Виды контента дополненной реальности. Общая типология контента
дополненной реальности. Классификация образовательного контента дополненной
реальности.
Практика: Разбор кейсов.
Тема: AR-приложения.
Теория: Приложения
дополненной
реальности:
развлекательные,
образовательные, коммерческие. Браузеры дополненной реальности.
Практика: Использование приложений
дополненной
реальности.
Образовательная игра с элементами дополненной реальности.
Тема: AR-конструкторы.
Теория: Онлайн и офлайн конструкторы дополненной реальности. Функции и
возможности AR-конструктора. Рабочие инструменты AR-конструктора.
Практика: Разработка контента дополненной реальности. Активация контента
дополненной реальности.
Раздел 6. Высококачественное программирование проектов.
Тема: Программные продукты для работы с AR.
Теория: Платформы для создания приложений дополненной реальности.
Программное обеспечение для подготовки контента дополненной реальности.
Готовые программные решения.
Практика: Разработка контента дополненной реальности. Привязка AR контента
к приложению. Активация контента дополненной реальности.
Раздел 7. Разработка приложений в технологии VR.
Тема: Проектная деятельность.
Теория: Обзор коммерческих, социальных и образовательных проектов с
использованием дополненной реальности. Алгоритм применения дополненной
реальности в образовательных проектах.
Практика: Разработка группового медиаобразовательного проекта с
использованием дополненной реальности.

2. Комплекс организационно-педагогических условий
2.1 Календарный учебный график
Год обучения

Дата
начала
обучения

Дата
окончания
обучения

Количество
учебных
недель

Количество
учебных
дней

Количество
учебных
часов

Режим
занятий

1 год

15
сентября

31 мая

152

4
занятия
по 1
часу в
неделю

2 год

15
сентября

31 мая

152

4
занятия
по 1
часу в
неделю

2.2 Условия реализации программы
Материально-технические обеспечение
Программа реализуется при условии наличия следующего:
 просторного, светлого помещения не менее чем на 16 посадочных мест,
оснащённого в соответствии с требованиями СанПиН 2.4. 3648-20;
 стационарный компьютер, подходящий
подключения VR-устройств (1 шт.);

по

характеристикам для

 шлем виртуальной реальности с двумя контроллерами (1 комплект);
 ноутбуки (5 шт.);
 стул ученический (10 шт.);
 стол ученический (5 шт.);
 стол компьютерный (1 шт.);
 кресло компьютерное (1 шт.).
Информационное обеспечение: вспомогательная литература; интернет.
Кадровое обеспечение: реализация программы осуществляется педагогом
дополнительного образования, имеющим высшее или среднее профессиональное
образование, обладающим профессиональными знаниями в сфере декоративноприкладного
творчества.
Педагогу
необходимо
знать
специфику
дополнительного образования, иметь практический опыт в сфере организации
12

интерактивной деятельности детей.
Методические материалы
Методы обучения: реализация Программы обеспечивается на основе
вариативных форм, способов, методов и средств, представленных в образовательных
программах, методических пособиях, соответствующих принципам и целям.
Формы организации образовательного процесса: индивидуально-групповая и
групповая.
Формы организации учебного занятия:
 лекция-диалог (получение нового материала);
 просмотр видеоматериалов и презентаций;
 самостоятельная деятельность (дети выполняют индивидуальные задания в
течение части занятия или одного-двух занятий);
 проектная деятельность (с воспитанником согласовывается задача, которую он
должен выполнить в определённом объёме и к определённому сроку);
 разработка творческих проектов и их презентация;
 соревнование
(практическое участие
мероприятиях по AR/VR-разработке);

детей в

разнообразных

 викторины;
 выставка работ.
Форма организации образовательной деятельности может варьироваться
педагогом и выбирается с учётом той или иной темы.
Педагогические технологии:
 технология индивидуализации обучения;
 технология группового обучения;
 технология коллективного взаимообучения;
 технология модульного обучения;
 технология дифференцированного обучения;
 технология разноуровневого обучения;
 технология развивающего обучения;
 технология проблемного обучения;
 технология проектной деятельности;
 технология игровой деятельности;
 коммуникативная технология обучения;
13

 технология коллективной творческой деятельности;
 здоровьесберегающая технология.
.

2.3 Форма аттестации и оценочные материалы
Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов:
 работоспособные AR/VR-приложения, созданные учениками;
 диагностика, проводимая по окончанию каждого занятия, усвоенных
воспитанниками умений и навыков, правильности выполнения учебного
задания (справился или не справился);
 журнал посещаемости;
 иная выполненная работа (разработанные 3D-модели для AR/VR, 2Dтекстуры, спроектированные игровые уровни, скрипты и т.п.).
Формы предъявления и демонстрации образовательных результатов:





выставка;
готовая работа;
соревнования, конкурсы;
открытое занятие.

Диагностика: мониторинг освоения детьми настоящей Программы проводится
руководителем 2 раза в год (в середине и в конце учебного года)и определяется с
помощью устного опроса, тестирования, наблюдения, проектных работ.
Тестирование в совокупности с наблюдением педагога за обучающимися
оценивается по трем уровням: высокий уровень (В), средний уровень (С), низкий
уровень (Н). В конце каждого учебного года можно проследить динамику усвоения
и успеваемости каждого обучающегося.
Уровни развития: охватывают следующие ключевые навыки:
1. Настройка и использование оборудования:
 высокий – может самостоятельно и быстро включить, настроить и
использовать VR-оборудование;
 средний – может самостоятельно и быстро включить и использовать VRоборудование, но затрудняется провести его настройку;
 низкий – не может без помощи педагога включить, настроить и использовать
VR-оборудование.
2. Архитектура проекта:
 высокий – может самостоятельно определить предназначение VRприложения, указать нужные для него компоненты и уровни;
 средний – может самостоятельно определить предназначение VRприложения, но не очень хорошо представляет, какие компоненты и уровни
будут необходимы;
 низкий – слабо представляет предназначение VR-приложения и не может без
помощи педагога представить нужные компоненты и уровни.
14

3. Дизайн виртуальных уровней:
 высокий – может самостоятельно спроектировать уровень, удобный для
конечных пользователей, и расположить на нём 3D- объекты;
 средний – в целом может самостоятельно спроектировать уровень и
расположить на нём 3D-объекты, однако с удобопользованием возникают
небольшие проблемы;
 низкий – не представляет, как спроектировать уровень, удобный для
конечного пользователя. Размещение 3D-объектов на уровне носит
спонтанный характер.
4. 3D-моделирование для AR/VR:
 высокий – может самостоятельно моделировать даже сложные 3D-объекты
для проекта, либо использовать и модифицировать подходящие готовые 3Dобъекты;
 средний – может самостоятельно моделировать несложные 3D- объекты для
проекта, либо подбирать и немного модифицироватьподходящие готовые 3Dобъекты;
 низкий – плохо справляется с моделированием даже несложных 3D-объектов,
может подбирать, но не может модифицировать подходящие готовые 3Dобъекты.
5. Программирование:
 высокий – умеет самостоятельно программировать на языке C#, сохранять и
назначать скрипты объектам и событиям, также может самостоятельно
находить, использовать и модифицировать готовые скрипты для AR/VRлокаций.
 средний – умеет в целом самостоятельно программировать на языке C#,
сохранять и назначать скрипты объектам и событиям, но иногда обращается
за помощью педагога. Также иногда затрудняется находить, использовать и
модифицировать готовые библиотеки кода.
 низкий – практически не умеет самостоятельно программироватьна языке C#,
испытывает большие затруднения с использованием скриптов в AR/VRпроекте.
6. Редактирование звуков:
 высокий – может самостоятельно находить/создавать, настраивать и
использовать нужные звуковые эффекты в проекте;
 средний – может самостоятельно находить и использоватьнужные звуковые
эффекты в сцене; при помощи педагога может также редактировать звуковые
файлы;
 низкий – затрудняется с самостоятельным поиском и использованием нужных
звуковых файлов для проекта.

Список литературы
Список литературы для педагога:
1. Брутова М.А. Педагогика дополнительного образования. – Архангельск:
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2014.
— 218 с.
2. Виртуальная и дополненная реальность-2016: состояние и перспективы /
Сборник научно-методическихматериалов, тезисов и статей конференции. Под
общей редакцией д.т.н. проф. Д.И. Попова – М.: изд-во ГПБОУ МГОК, 2016. – 386 с.
3. Кузнецова И.VR/AR-кантум: тулкит.- 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Фонд новых
форм развития образования, 2019 – 115 с.
4.

Сергеев

И.С.

Как

организовать

проектную

деятельность

учащихся:

Практическое пособие для работников образовательных учреждений. – 7-е изд., испр.
и доп. – М.: АРКТИ, 2009 – 80 с.
5. Смолин А.А., Жданов Д.Д., Потемин И.С., Меженин А.В., Богатырёв В.А.
Системы виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО. 2018 – 59 с.
6. Ступин А.А., Ступина Е.Е., Чупин Д.Ю. Дополненная реальность в
робототехнике: учебное пособие. – Новосибирск: Агентство «Сибпринт», 2019. – 103
с.
Список литературы для учащихся:
Учебные пособия
Адамов. А. Энциклопедия WOW! Секреты океанов. – Издательство DEVAR, 2019
– 73 с.
Адамов. А. Чудеса Света в дополненной реальности. Энциклопедия. –
Издательство DEVAR, 2019 – 52 с.
Адамов А., Левина С. Энциклопедия в дополненной реальности WOW!
Животные. Издательство DEVAR, 2019 – 68 с.
Адамов А., Левина С. Энциклопедия. Нескучная физика. Издательство DEVAR,
2019 – 60 с.
16

Петрова Ю.А., Банникова Н.В. Микромир. 4D Энциклопедия в дополненной
реальности. – Издательство DEVAR, 2018 – 48 с.