Курсовая работа Исследование образовательной среды. КР Шамин С. С. (1). Исследование образовательной базы Кванториума9 Конспект урока9Заключение22Библиографический список232 ВведениеДетские технопарки Кванториум
 Скачать 3.84 Mb.
|
|
Оглавление Введение 3 Глава 1 5 1.1. Деятельность детского технопарка “Кванториум Фотоника” 5 1.2. Задачи детского технопарка “Кванториум Фотоника” 6 Глава 2 9 2.1. Исследование образовательной базы “Кванториума” 9 2.2. Конспект урока 9 Заключение 22 Библиографический список 23 2 Введение Детские технопарки «Кванториум» — это уникальная среда для ускоренного развития ребенка по актуальным научно-исследовательским и инженерно-техническим направлениям, оснащенная высокотехнологичным оборудованием. Отличительной особенностью является не только обучение детей инженерному образованию, но и проектной деятельности, ТРИЗ (теория решения изобретательских задач), 4К-компетенциям (коммуникация, креативность, командное решение проектных задач, критическое мышление) и решение реальных производственных задач в сопровождении опытных наставников, в том числе представителей научной школы, промышленности и бизнеса. Кванториум — это школа мышления, основная цель которой — воспитать поколение специалистов, способных обеспечить технологический прорыв в нашей стране. Цель курсовой работы – раскрыть основные характеристики и возможности образовательной среды детского технопарка “Кванториум Фотоника”. Объект исследования – образовательная среда детского технопарка “Кванториум Фотоника”. Предмет исследования – возможности и технологии обучения на базе детского технопарка “Кванториум Фотоника” Поставленная цель предполагает решение следующих задач: 1. описать программное и аппаратное обеспечение технопарка “Кванториума Фотоника” 3 2. исследование новых образовательных технологий на данной базе обучения 3. описать опыт использования возможностей обучения в рамках практики Работа состоит из введения, 2 глав, заключения, списка литературы; объем курсовой работы составляет 21 страниц. 4 Глава 1 1.1. Деятельность детского технопарка “Кванториум Фотоника” Технопарк является инновационной формой организации научно технического творчества и учебно-исследовательской деятельности детей и молодежи Пермского края и направлен на вовлечение учащихся в продуктивную творческую деятельность и одновременное включение их в сферу экономики через малое предпринимательство, малый бизнес. Образовательная деятельность Технопарка направлена на повышение престижа инженерных и естественнонаучных профессий, формирование у детей и молодежи профессиональных компетентностей и практических навыков в высокотехнических специальных сферах: робототехника, биотехнологии, промышленный дизайн, виртуальная и дополненная реальность, электроника, ІТ- и лазерные технологии. Деятельность Технопарка строится на принципах интегративного взаимодействия Центра с общественными организациями, предприятиями и учреждениями, социальными партнерами муниципального, регионального и федерального уровней и осуществляется в соответствии с федеральными законами и нормативными актами, законами и нормативными актами Пермского края, Уставом Центра, локальными актами Центра, настоящим Положением. Цель деятельности Технопарка – организация научно-технической и учебно-исследовательской деятельности обучающихся на основе интеграции педагогических, материально-технических, информационных производственных ресурсов; выявление талантливых детей и молодежи по 5 направлениям научно- технического творчества и создание для них системы мотивации и дальнейшего сопровождения. 1.2. Задачи детского технопарка “Кванториум Фотоника” Задачи деятельности Технопарка: обеспечить доступ всем категориям обучающихся региона к современному оборудованию для эффективного освоения программ дополнительного образования естественнонаучной и технической направленности; вовлечь обучающихся в активную творческую, научно-техническую продуктивную деятельность на основе освоения дополнительных общеобразовательных программ естественнонаучной и технической направленности, соответствующих приоритетным направлениям технологического развития Российской Федерации, стимулирующих творческую активность обучающихся (реализация идей осознанного выбора будущей профессии); способствовать формированию у обучающихся ключевых компетенций посредством реализации Программы развития общекультурных компетенций у обучающихся детских технопарков «Кванториум»; координировать процесс подготовки обучающихся региона к участию в ведущих всероссийских и международных естественнонаучных, инженерных и научно-технических конференциях, конкурсах и соревнованиях, в том числе в мероприятиях, организованных Министерством образования и его подведомственными организациями; обеспечить сочетание развития технического творчества учащихся и получение дохода от реализации образовательных продуктов путем предоставления необходимых услуг, востребованных в регионе и за его пределами; создать условия для повышения уровня профессионального мастерства педагогических работников посредством активизации их участия в образовательных мероприятиях и интегративного 6 взаимодействия; реализовать социальный лифт для одаренных детей и молодежи в сфере инженерных наук путем развития взаимодействия с учреждениями, предприятиями и социальными партнерами на договорной основе. Для решения основных задач Технопарк осуществляет следующие виды деятельности: дополнительное образование детей и взрослых в форме реализации дополнительных общеобразовательных программ (в том числе по индивидуальным учебным планам) естественнонаучной, технической, социально-педагогической направленностям; разработка образовательных программ, в том числе модульных, адаптированных (для детей с ОВЗ, детей-инвалидов и инвалидов), сетевых; учебных планов, в том числе индивидуальных; учебно методических материалов по реализуемым дополнительным общеобразовательным программам; организация и проведение массовых образовательных мероприятий для внешней аудитории (детей и взрослых) в целях выявления одаренных в технической и естественнонаучной сферах детей и молодежи, повышения престижа инженерных профессий, научно-технических и естественнонаучных исследований в обществе; образовательно-информационная деятельность, направленная на оперативное удовлетворение потребностей обучающихся в получении информации о достижениях в различных областях естественных и технических наук; обобщение и распространение инновационного опыта организации образовательного процесса, научно-методической работы, современных форм и методов обучения и реализации дополнительных общеобразовательных программ; услуги по организационному обеспечению проведения региональных соревновательных мероприятий (конкурсов, конференций, соревнований, олимпиад и др.) естественнонаучной и технической направленности, а также проводимых в 7 рамках Программы развития общекультурных компетенций у обучающихся детских технопарков «Кванториум»; услуги по организационному обеспечению проведения научных и научно-практических конференций, семинаров, совещаний, «круглых столов», тренингов, мастер-классов и иных видов обмена опытом в области реализации новых форм дополнительного образования детей; услуги по организационному обеспечению мероприятий по повышению квалификации педагогов дополнительного образования естественнонаучной и технической направленности; формирование и систематическое обновление баз данных, содержащих информацию об обучающихся по дополнительным образовательным программам естественнонаучной и технической направленности и педагогическом корпусе; подготовка рекомендаций и предложений в адрес органов государственной власти и местного самоуправления по вопросам дополнительного образования детей по программам естественнонаучной и инженерно-технической направленности. 8 Глава 2 2.1. Исследование образовательной базы “Кванториума” Уровень материально-технической базы находиться на достаточно высоком уровне. В VR/AR кванте имеются ноутбуки со специальным ПО(Unity 3D, Blender, Scratch), очки виртуальной и дополненной реальности, гарнитуры, камера 360, интерактивная доска, колонки, мышки, клавиатуры. Методические материалы на данный момент находятся в стадии разработки. Иногда возникали небольшие технические трудности. На данной образовательной базе было решено разработать урок мастер-класс по теме “Дополненная реальность (Unity 3D)” 2.2. Конспект урока Класс: 6 (13 лет) Тема урока: Дополненная реальность (Unity 3D) Цель урока: Создание проекта с дополненной реальностью, используя Unity 3D Задачи: 1. Обучающие: - уметь извлекать информацию из разных источников: текста, рисунков, условных обозначений, схем; - изучить основные понятия: Vuforia, AR, коллайдер, триггер, animator - научиться создавать AR проекты 2. Развивающие: - развивать внимание, мышление, память учащихся; - развитие навыков исследования; - строить связный ответ при выражении своей точки зрения по заданной теме; 9 - умение работать в парах, развитие диалогической речи; (слушать, сравнивать и оценивать ответы других); - формирование навыков работы с ПК; 3. Воспитывающие: - контроль своих действий, соотнесение их с действиями преподавателя и сверстников; - формирование навыков самоорганизации; - осознание отношения к компьютеру и к сети Интернет как к инструментам, позволяющим учиться самостоятельно; - формировать учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой учебной задачи. Методы обучения: ● Коммуникативный метод: беседа по содержанию нового учебного материала ● Фронтальный опрос: работа учителя со всем классом одновременно ● Объяснительно-иллюстративный метод: восприятие учащимися информации и фиксирование ее в своей памяти ● Словесные методы: объяснение нового материала Наглядный метод: техническое средство обучения Формы работы учащихся: фронтальная, работа в парах, индивидуальная. Необходимое техническое оборудование: компьютер, интерактивная доска. Ход урока 1. Организационный момент 10 Здравствуйте, сегодня мы с вами будем превращать в жизнь весьма занимательный проект. Посмотрите-ка сюда (продемонстрировать конечный результат), интересно, правда? Для достижения нашей цели мы будем использовать межплатформенную среду разработки компьютерных игр Unity и внешнюю библиотеку Vuforia, но об этом я расскажу вам в процессе. 2. Актуализация знаний В понедельник мы с вами познакомились с такой средой разработки компьютерных игр как Unity, давайте вспомним основные понятия, которые мы изучили на прошлом уроке с помощью карточек. Подберите к каждому понятию соответствующее ему определение (карточки – задания). Обменяйтесь карточками друг с другом. Проверьте правильность ответов. 3. Изучение нового материала. Как создать карточную игру в AR Для игры нам понадобятся две сто рублевые купюры (можно любые карточки по желанию) и два персонажа, которые мы скачаем с сайта Mixano. 1. Откроем нашу программу Unity Hub и создадим новый 3D проект. 2. Зайдем на сайт https://www.mixamo.com/#/ через почту педагога. Для того чтобы скачать два персонажа с анимацией стойки и атаки, необходимо выполнить следующий ряд задач: 1) На вкладке Character выберем понравившуюся модельку персонажа и перейдем на вкладку Animation. 2) В поисковике введем слово taunt и выберем какую-нибудь анимацию ожидания. 11 3) Нажмем на кнопку Download (скачать) и установим следующие настройки: Format – FBX for Unity; Skin – With Skin; Frames per Second 30; Keyframe Reduction – none. 4) Создадим папку на рабочем столе и сохраним там нашу модельку с анимацией. Проделаем тот же путь для второго персонажа. 3. Зайдем на сайт https://developer.vuforia.com/ через почту педагога. Далее выполним действия, показанные на рис.1. Сохраним скаченный файл в нашу папку. Рис.1 4. Откроем наш проект в юнити и удалим Main Camera во вкладке Hierarchy, вместо нее мы создаем другую GameObject – Vuforia Engine – AR Camera. 5. По тому же принципу создадим два изображения GameOject - Vuforia Engine – Image Target. Создадим иерархию и добавим наши 12 изображения под AR Camera. Переименуем наши изображения ПКМ – Rename. Рис. 2 6. В папке Project – Assets создадим новую папку и переименую ее в Сharacter. В папке Character создадим еще две папки и назовём их Texture и Materials. Добавим в папку Character наши скаченные модельки и нажмем Import в высветившимся окне. 13 Рис. 3 7. Нажмем на наш первый Image Target. Во вкладке Image Target Behaviour (Sript) сделаем следующие настройки Type – From Database; Database – card; Image Target – 100r_97_av. Проделаем эти же действия со вторым изображением и сверимся с рисунком 4. Рис. 4 8. Нажмем на модельку, у нас откроется Inspector. Во вкладке rig – Animation Type установим свойство Humanoid. Во вкладке Materials назначим папки для текстур и материалов, как показано на рис. 5. Во вкладке Animation поставим галочку на Loop Time. Данные действия нужно проделать и для второго персонажа. 14 Рис. 5 9. Загоним каждого персонажа под свой Image Target (в иерархию на вкладке Hierarchy) и расположим их как показано на рисунке 6. Рис. 6 10. В папке Chatacter сделаем следующие действия ПКМ – Create – Animator controller и переименуем его для удобства. Создадим второй для другого персонажа. Откроем испектор первого персонажа и во вкладку Amimator – Controller перетащим наш первый контроллер. Проделаем те же действия для второго персонажа Рис. 7. Рис. 7 11. Откроем первый контроллер ЛКМ и добавим туда анимацию 1 персонажа. Проделать тоже самое со вторым персонажем. 15 Рис. 8 12. Откроем вкладку Windows – Vuforia Configuration. В испекторе в компонент App License Key вставим ключ с сайта Vuforia. Рис. 9 16 13. Усложним нашу игру. Скачаем на сайте Mixano анимации атаки для наших персонажей с такими настройками Format – FBX for Unity; Skin – WithOut Skin; Frames per Second 30; Keyframe Reduction – none. 14. Добавим наши файлы в Unity и загрузим их в контроллер анимации. Нажмем ПКМ – Set as Layer Default State, таким образом наша анимация атаки будет главной. Рис. 10 15. Добавим тригерры для персонажей, что бы в будущем при соприкосновении колладеров происходила смена анимации. Создадим 3D куб и разместим его на нашей купюре так, чтобы он выходил за ее края и уберем галочку с Mesh Collider. Повторим действия для второй купюры. 17 Рис.11 Также, нам необходимо добавить компонент RigidBody для того чтобы куб имел физику. Отключим галочку у Use Gravity и поставим все галочки в разделе Constraints. 16. Осталось создать в папке Assets папку Scripts и уже в ней создадим скрипты для наших персонажей. ПКМ – Create – C# Script, переименуем наш скрипт в Fight и откроем его. Пишем туда код: using System.Collections; using System.Collections.Generic; using UnityEngine; public class Fight : MonoBehaviour { public GameObject Character; private void OnCollisionEnter(Collision collision) {Character.GetComponent private void OnCollisionExit(Collision collision) {Character.GetComponent } Сохраняем код и перетаскиваем его в наш триггер как на рисунке 12. В свойство Character переносим нашего персонажа. Проделываем те же 18 действия со вторым скриптом для второго персонажа. Рис.12 19 17. Запускаем игру. 20 4. Рефлексия Сегодня мы познакомились с технологиями дополненной реальности и узнали, как с помощью Unity создать небольшую карточную игру. Поделитесь своими мнением на счет данной работы, понравилось или нет? Как думаете какие еще интересные проекты можно осуществить с помощью AR – технологий? 21 Заключение Детские технопарки «Кванториум» в городах, позволяют внедрить них новые образовательные технологии. Так, в “Кванториумах” даются и профессиональные навыки, основанные на применении современных технологий, и универсальные компетенции, формирующиеся в процессе применения новых образовательных технологий. В процессе проведения урока для шестых классов на базе детского технопарка “Кванториум Фотоника” были использованы компьютеры с межплатформенной средой разработки компьютерных игр Unity, а также новые образовательные технологии, благодаря применению которых были созданы условия для развития внимания, умения эффективного сотрудничества и работы сообща, коммуникабельности, активной и ответственной деятельности, повышения интереса к познанию. Таким образом, можно сделать вывод, что поставленные задачи были решены: в данной курсовой работе описан опыт использования новых образовательных технологий в детском технопарке “Кванториум Фотоника”, основанный на изучении теоретических аспектов новых образовательных технологий, детском технопарке “Кванториум Фотоника” 22 Библиографический список 1. О проекте “Кванториум” [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kvantorium.unitech-mo.ru/o_proekte 2. Вечтомов, Е. М. Компьютерная геометрия: геометрические основы компьютерной графики : учебное пособие для среднего профессионального образования / Е. М. Вечтомов, Е. Н. Лубягина. — 2-е изд. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 157 с. — (Профессиональное образование). 3. Гибсон Б. Д. Unity и С#. Геймдев от идеи до реализации. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2019. — 928 с.: ил. — (Серия «Для профессионалов»). 4. Денисов Д. В. Разработка игры в Unity. С нуля и до реализации / Д. В. Денисов — «ЛитРес: Самиздат», 2021 5. Дмитроченко С. А., Колошкина И.Е., Селезнев В.А. Компьютерная графика 3-е изд., испр. и доп. Учебник и практикум для вузов - Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 234 с. 6. История игровых движков №4 - Unity 3D [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.iguides.ru/main/gadgets/other_vendors/istoriya_igrovykh_dv izhkov_3_unity_3d/ 7. Ламмерс К. Шейдеры и эффекты в Unity. Книга рецептов / пер. с англ. Е. А. Шапочкин- М: ДМК пресс, 2016. - 276 с. 8. Ламот А. Программирование трехмерных игр для Windows. Советы профессионала по трехмерной графике и растеризации – М: Вильямс,2016. – 1427 с. 9. Мэннинг Д., Батфилд-Эддисон П. Unity Для разработчика. Мобильные мультиплатформенные игры. – СПб.: Питер, 2018. – 304 с.: ил. 23 10.Торн, А. Искусство создания сценариев в Unity / пер. с англ. Р. Н. Рагимова. - М: ДМК пресс, 2016. - 360 с.: ил. 11.Обзор игрового движка Unity3d [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://gamedevmania.ru/engines/unity3d 12.Харрисон Ф. Изучаем C# через разработку игр на Unity. 5-е издание. – СПб.: Притер, 2022. – 400 с.: ил. – (Серия «Библиотека Программиста») 13.Хокинг, Д. Unity в действии. Мультиплатформенная разработка на C# / Пер. с англ. И. Рузмайкиной. — СПб.: Питер, 2016. — 336 с.: ил. — (Серия «Для профессионалов»). 24 |