Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №3

Барабинского района Новосибирской области

Принята на заседании

научно-методического совета ГАНОУ СО «Дворец молодёжи» Протокол № 4 от 04.06.2020 г.

.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности

«Увлекательная реальность»

Возраст обучающихся: 13-14 лет

Срок реализации: 1 год

.

Автор-составитель:

Хромов Борис Николаевич, педагог дополнительного образования

г. Барабинск, 2021 г.

1. Комплекс основных характеристик программы

1. Пояснительная записка

Дополненная и виртуальная реальности задействуют одни и те же типы технологий, и каждая из них существует, чтобы служить на благо пользователям, для обогащения их жизненного опыта. Дополненная реальность увеличивает опыт путём добавления виртуальных компонентов, таких как цифровые изображения, графика или ощущения, как новый слой взаимодействия с реальным миром.

В отличие от неё, виртуальная реальность создаёт свою собственную реальность, которая полностью сгенерирована и управляется компьютером. Комбинация данных технологий предоставляет массу новых возможностей для организации обучения, делая процесс ярким, понятным и интерактивным. Такой подход как нельзя лучше соответствует ожиданиям детей XXI века, наиболее понятен и более привычен новому поколению.

Программа «Увлекательная реальность» даёт возможность проведения виртуальных лабораторных работ по школьному курсу физики. Комплекс может быть использован как на уроках для демонстраций, самостоятельной работы в классе (лабораторных работ), так и для самостоятельной работы дома (в том числе для обучающихся на дому). При этом вместо обычных натурных приборов (в случаях, когда это имеет смысл) используются виртуальные средства.

Стоит отметить, что современные приложения и гаджеты не смогут заменить школьникам учебники или работу в классе с преподавателем. Однако применение современных технологий, таких как виртуальная и дополненная реальность в обучении способствует более глубокому погружению в предметную область и повышает в разы эффективность обучения.

Виртуальная и дополненная реальность позволяют детям получить новый опыт симуляции и приравнивается к действиям, а это означает, что технологии VR, AR и 3D-стереоскопии самым положительным образом влияют на запоминаемость школьной информации и делают обучение увлекательным и эффективным.

Через знакомство с технологиями трехмерной графики и дополненной реальности будут развиваться исследовательские, инженерные и проектные компетенции. Освоение этих технологий предполагает получение ряда базовых компетенций, владение которыми критически необходимо любому специалисту на конкурентном рынке труда в STEAM-профессиях (Science, Technology, Engineering, Art и Mathematics: естественные науки, технология, инженерное искусство, творчество, математика).

Направленность образовательной программы «Увлекательная реальность» – техническая, в её основе – принципы модульности и практичности, что обеспечит вариативность обучения.

Основанием для проектирования и реализации данной общеразвивающей программы служит перечень следующих нормативных правовых актов и государственных программных документов: Федеральный закон        «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012        N        273-ФЗ; Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до        2025 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29 мая 2015 г. № 996-р; Письмо Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015г. № 09-3242. «О направлении Методических рекомендаций по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые)»; Распоряжение правительства РФ от 04.09. 2014 № 1726-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей»; «Основы законодательств РФ об охране здоровья граждан», утвержденные Верховным советом РФ от 22.07.1993 № 5487 - (ред. от 25.11.2009); Федеральный закон от 24.07.1998 № 124-ФЗ «Об основных гарантиях прав ребёнка в РФ»; Федеральный закон от «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации», 2011г.; Приказ Министерства просвещения России от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (Приказ №1008 отменен).

Актуальность программы обусловлена потребностью общества в технически грамотных специалистах в области VR/AR.

Знания, умения и практические навыки решения актуальных задач, полученные на занятиях «Увлекательной реальности», готовят школьников к самостоятельной проектно-исследовательской деятельности с применением современных технологий.

Прогностичность программы        «Увлекательная реальность» заключается в том, что она отражает требования и актуальные тенденции не только сегодняшнего, но и завтрашнего дня, а также имеет междисциплинарный характер, что полностью отражает современные тенденции построения как дополнительных общеобразовательных программ, так и образования в целом.

Отличительная особенность дополнительной общеразвивающей программы «Увлекательная реальность» заключается в возможности объединить конструирование, моделирование и программирование в одном курсе, что способствует интеграции знаний по информатике, математике, физике, естественным наукам с развитием инженерного мышления, через выполнение лабораторных и демонстрационных работ.

Адресат общеразвивающей программы

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Увлекательная реальность» предназначена для подростков в возрасте 13-14 лет, мотивированных к обучению и обладающих системным мышлением. Формы занятий групповые, количество обучающихся в группе 12–13 человек. Состав групп постоянный.

Место проведения занятий: г. Барабинск, ул. Луначарского,

79 а, Центр образования цифрового и гуманитарного профилей «Точка роста».

Возрастные особенности группы

Выделенные нами возрастные периоды при формировании смешанных групп более основываются на психологических особенностях младшего подросткового возраста (для обучающихся 13 лет) и соответственно (для обучающихся 14 лет) базируются на психологических особенностях развития старшего подросткового возраста (по          Д. Б. Эльконину).

Содержание программы учитывает возрастные и психологические особенности детей 13–14 лет, которые определяют выбор форм проведения занятий с обучающимися. Дети этого возраста отличаются внутренней уравновешенностью, стремлением к активной практической деятельности, поэтому основной формой проведения занятий выбраны практические занятия. Ребят также увлекает совместная, коллективная деятельность, так как резко возрастает значение коллектива, общественного мнения, отношений со сверстниками, оценки поступков и действий ребёнка со стороны не только старших, но и сверстников. Ребёнок стремится завоевать в их глазах авторитет, занять достойное место в коллективе. Поэтому в программу включены практические занятия соревновательного характера, которые позволяют каждому проявить себя и найти своё место в детском коллективе.

Также следует отметить, что дети данных возрастных групп характеризуются такими психическими процессами, как изменение структуры личности и возникновение интереса к ней, развитие абстрактных форм мышления, становление более осознанного и целенаправленного характера деятельности, проявление стремления к самостоятельности и независимости, формирование самооценки. Эти процессы позволяют положить начало формированию начального профессионального самоопределения обучающихся.

Режим занятий, объём общеразвивающей программы: длительность одного занятия составляет 2 академических часа, периодичность занятий – 1 раз в неделю.

Срок освоения общеразвивающей программы определяется содержанием программы и составляет 1 год.

Формы обучения: очная с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий        (Закон №273-Ф3, гл.2, ст.17, п.2.). В

Виды занятий: беседы, обсуждения, мультимедийные презентации, игровые формы работы, практические занятия, метод проектов. Также программа курса включает групповые и индивидуальные формы работы обучающихся (в зависимости от темы занятия).

Основной тип занятий – комбинированный, сочетающий в себе элементы теории и практики. Большинство заданий курса выполняется самостоятельно с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств.

При этом обучающиеся не только формируют новые теоретические и практические знания, но и приобретают новые технологические навыки.

Методика обучения ориентирована на индивидуальный подход. Для того, чтобы каждый обучающийся получил наилучший результат, программой предусмотрены индивидуальные задания для самостоятельной работы на домашнем компьютере. Такая форма организации обучения стимулирует интерес обучающегося к предмету, его активность и самостоятельность, способствует объективному контролю глубины и широты знаний, повышению качества усвоения материала обучающимися, позволяет педагогу получить объективную оценку выбранной им тактики и стратегии работы, методики обучения индивидуального и в группе, выбора предметного  содержания.

Для самостоятельной работы используются разные по уровню сложности задания, которые носят репродуктивный и творческий характер. Количество таких заданий в работе может варьироваться.

В ходе обучения проводится промежуточное тестирование по темам для определения уровня знаний обучающихся. Выполнение контрольных заданий способствует активизации учебно-познавательной деятельности и ведёт к закреплению знаний, а также служит индикатором успешности образовательного процесса.

Реализация программы предполагает использование здоровьесберегающих технологий.

Здоровьесберегающая деятельность реализуется:

• через создание безопасных материально-технических условий;
• включением в занятие динамических пауз, периодической смены деятельности обучающихся;
• контролем соблюдения обучающимися правил работы на ПК;
• через создание благоприятного психологического климата в учебной группе в целом.

Объём общеразвивающей программы: 72 часа.

По уровню освоения программа общеразвивающая, одноуровневая (стартовый уровень). Она обеспечивает возможность обучения детей с любым уровнем подготовки.

В дальнейшем планируется разработка базового уровня обучения, который станет вторым уровнем освоения данной общеразвивающей программы.

Педагогическая целесообразность программы

        Программа «Увлекательная реальность» является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения и позволяет обучающемуся шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире.

Стартовый уровень предполагает использование и реализацию общедоступных и универсальных форм организации материала, минимальную сложность предлагаемого для освоения содержания программы.

Осваивая данную программу, обучающиеся будут овладевать навыками востребованных уже в ближайшие десятилетия специальностей, многие из которых включены в Атлас профессий будущего. Знания и навыки, рассматриваемые в программе, будут полезны для каждой перспективной профессии.

2. Цели и задачи программы

Цель программы: формирование у обучаемых понимания материала в объеме изучаемых тем и вовлечение школьников в учебный процесс за счет увлекательности и занимательности проводимых экспериментов, вследствие использования современных интерактивных технологий; развитие критического мышления обучающихся, навыков командного взаимодействия, моделирования, освоения soft- и hard-компетенций, а также передовых технологий в области VR/AR; формирование интереса к техническим наукам; развитие логического, технического мышления; создание условий для творческой самореализации личности ребёнка посредством получения навыков работы с современными компьютерными системами.

Для успешной реализации поставленной цели необходимо решить ряд педагогических, развивающих и воспитательных задач:

Обучающие:

• создание навыков работы и применения технологии при выполнении лабораторных работ по физике;
• формирование представления об основных понятиях и различиях виртуальной и дополненной реальности;
• создание представлений о специфике технологий, её преимуществах и недостатках;
• формирование представления о технических характеристиках оборудования для использования виртуальной и дополненной реальности;
• изучение основных понятий технологии панорамного видеоконтента;
• знакомство с культурными и психологическими особенностями использования технологии дополненной и виртуальной реальности.

Развивающие:

• повысить интерес современных школьников к изучению естественных наук благодаря применяемым передовым мультимедийным технологиям, дающим возможность «оживить» и представить в наглядном виде самые сложные темы школьного курса физики;
• развитие у обучающихся интереса к исследовательской, проектной и экспериментальной деятельности;
• приобретение навыков работы с инструментальными средствами при выполнении лабораторных и демонстрационных работ с иммерсивным контентом (технологии полного или частичного погружения в виртуальный мир или различные виды смешения реальной и виртуальной реальности);
• совершенствование навыков работы с программным обеспечением и обращения              с ПК и мобильными устройствами (смартфонами, планшетами).

Воспитательные:

• формирование активной жизненной позиции, гражданско-патриотической ответственности;
• воспитание этики групповой работы, отношений делового сотрудничества, взаимоуважения;
• развитие основ коммуникативных отношений внутри рабочих групп и в коллективе в целом;
• воспитание упорства в достижении результата;
• пропаганда здорового образа жизни;
• формирование целеустремлённости, организованности, неравнодушия, ответственного отношения к труду, толерантности и уважительного отношения к окружающим.

3. Содержание программы (72 ч, 2 ч в неделю)

1. Введение (4 ч.)

        Вводное занятие. Техника безопасности при работе в компьютерном классе. Общий обзор курса. Правила работы с оборудованием. Знакомство с оборудованием: Работа с АРМ учащегося, «горячие» клавиши. Начало и завершение работы, интерфейс, запуск программ, режимы AR и 3D-стереоскопии.

2. Физические измерения (4 ч.)

Физические приборы. Сравнение веса тел одинакового объёма.

 Лабораторные работы:

1. Измерение размеров малых тел.

2. Измерение линейных размеров объектов правильной формы.

3. Измерение объёма тел правильной формы

3. Механические явления (24 ч.)

Равномерное и неравномерное движение. Относительность движения. Явление инерции. Масса. Взаимодействие тел. Сила. Явление тяготения. Сила тяжести. Сила упругости. Сила трения. Сложение сил. Обнаружение атмосферного давления. Измерение атмосферного давления барометром-анероидом. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Закон Архимеда.  Простые механизмы. Условия равновесия рычага. Кинетическая и потенциальная энергия. Равноускоренное движение. Свободное падение тел в трубке Ньютона. Невесомость. Направление скорости при равномерном движении по окружности. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Лабораторные работы:

1. Изучение зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном движении. Измерение скорости.
2. Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жёсткости пружины.
3. Сложение сил, направленных вдоль одной прямой.
4. Сложение сил, направленных под углом.
5. Измерение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.
6. Исследование условий равновесия рычага.
7. Вычисление КПД наклонной плоскости.
8. Измерение ускорения прямолинейного равноускоренного движения.
9. Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника.
10. Изучение зависимости периода колебаний маятника от длины нити.
11. Измерение мощности

4. Тепловые явления (6 ч.)

Изменение внутренней энергии тела при совершении работы и при теплопередаче. Теплопроводность различных материалов. Конвекция в жидкостях и газах. Теплопередача путём излучения. Явление испарения. Кипение воды. Постоянство температуры кипения жидкости. Явление плавления и кристаллизации. Устройство четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания. Устройство паровой турбины.

Лабораторные работы:

1. Измерение влажности воздуха психрометром или гигрометром

5. Электрические явления (18 ч.)

Электрический ток в металлах. Источники постоянного тока. Составление электрической цепи.

Лабораторные работы:

1. Изготовление гальванического элемента.
2. Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках.
3. Измерение напряжения на различных участках электрической цепи
4. Регулирование силы тока реостатом.
5. Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра.
6. Измерение работы и мощности электрического тока.
7. Изучение закона Ома для участка цепи».
8. Изучение последовательного соединения проводников.
9. Измерение КПД установки с электрическим нагревателем.

6. Электромагнитные явления

Устройство электродвигателя. Электромагнитная индукция. Магнитное взаимодействие токов. Устройство генератора постоянного тока.Устройство генератора переменного тока. Устройство конденсатора.

Лабораторные работы:

1. Сборка и испытание электромагнита.
2. Изучение явления электромагнитной индукции.
3. Изучение принципа электромагнитного реле.

7. Световые явления

        Изображение в плоском зеркале. Ход лучей собирающей и рассеивающей линзах. Принцип действия проекционного аппарата и фотоаппарата. Модель глаза.

Лабораторные работы:

1. Исследование зависимости угла отражения от угла падения света.
2. Исследование зависимости угла преломления от угла падения света.
3. Измерение главного фокусного расстояния и оптической силы собирающей линзы
4. Наблюдение дисперсии света с помощью призмы

Итоговый урок (1 ч.)

4. Тематическое планирование

Таблица 1

5. Планируемые результаты

Предметные результаты:

• знание правил безопасного пользования инструментами и оборудованием;
• умение применять оборудование и инструменты;
• знание основ принципа работы с программируемыми элементами;
• знание основных направлений развития современной науки;
• знание основ сферы применения IT-технологий;
• умение работать с электронными схемами и системами управления объектами (по направлениям);
• знание основной профессиональной лексики;
• знание актуальных направлений научных исследований в общемировой практике.

Личностные результаты:

• формирование ответственного отношения к учению, готовности

и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию, средствами информационных технологий на основе приобретённой благодаря иллюстрированной среде программирования мотивации к обучению

и познанию;

• формирование универсальных способов мыслительной деятельности (абстрактно-логического мышления, памяти, внимания, творческого воображения, умения производить логические операции);
• развитие опыта участия в социально значимых проектах, повышение уровня самооценки благодаря реализованным проектам;
• формирование коммуникативной компетентности в общении

и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной, учебно-

исследовательской и проектной деятельности;

• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития информационных технологий;
• формирование осознанного позитивного отношения к другому человеку, его мнению, результату его деятельности;
• формирование ценности здорового и безопасного образа жизни; усвоение правил индивидуального и коллективного безопасного поведения при работе с компьютерной техникой.

Метапредметные результаты:

• ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое знание от известного;
• перерабатывать полученную информацию: делать выводы

в результате совместной работы группы, сравнивать и группировать предметы и их образы;

• работать по предложенным инструкциям и самостоятельно;
• излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путём логических рассуждений;
• определять и формировать цель деятельности на занятии с помощью педагога;
• работать в группе и коллективе;
• уметь рассказывать о проекте;
• работать над проблемой в команде, эффективно распределять обязанности.

По окончанию курса обучения учащиеся должны ЗНАТЬ:

• правила безопасной работы с компьютером и VR технологиями;
• основные компоненты работы с приложениями и оборудованием;
• основы работы с АРМ учащегося;
• основы проектной деятельности;
• основы работы с компьютерной средой, включающей в себя графический язык программирования;
• порядок создания проекта по выбранной теме

УМЕТЬ:

• подготавливать и использовать АРМ учащегося;
• принимать или создавать учебную задачу, определять ее конечную цель;
• проводить подготовку работы VR очков;
• создавать маркер для персональных станций;
• корректировать маркер при необходимости;
• прогнозировать результаты работы;
• планировать ход выполнения задания;
• участвовать в работе группы, организовывать работу группы;
• высказываться устно в виде сообщения или доклада;
• высказываться устно в виде рецензии на ответы других учащихся;

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования и моделирования проектов (планировать предстоящие действия, осуществлять самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования).

2. Комплекс организационно-педагогических условий реализации общеразвивающей программы

2. Календарный учебный график на 2020-2021 учебный год

Таблица 3

3. Условия реализации программы

Материально-техническое обеспечение

Требования к помещению:

• помещение для занятий, отвечающие требованиям СанПин для учреждений дополнительного образования (на базе Центр образования цифрового и гуманитарного профилей «Точка роста»);
• качественное освещение;
• столы, стулья по количеству обучающихся и 1 рабочим местом для педагога.

Оборудование:

• компьютеры и ноутбуки на каждого обучающегося и преподавателя;
• проекционное оборудование (экраны) – 1 шт.;
• маркерная доска – 1 шт.;
• Очки виртуальной реальности Microsoft Hololens;
• Персональные компьютеры для работы с предустановленной операционной системой и специализированным ПО.

2.1. МИНИМАЛЬНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

PC версия:

• Процессор Intel с частотой не менее 1 ГГц (или аналогичный);
• Не менее 2 ГБ оперативной памяти;
• Не менее 1,5 ГБ свободного места на жестком диске;
• Клавиатура, мышь (или совместимое указывающее устройство);
• Видеокарта с не менее 512 Мб видеопамяти, с поддержкой Shader Model 3.0 и выше, с поддержкой DirectX 9 и выше;
• Операционная система Windows 7 и выше;
• Веб-камера (720px). Мобильная версия:

• Процессор ARM v7 и выше, с частотой 1 ГГц и выше (рекомендуется многоядерный);
• Видеоускоритель с поддержкой OpenGL ES 2.0 и выше;
• Android 4.0 и выше;
• Камера.

2.2. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

PC версия:

• Процессор Intel Core i5 с частотой не менее 2.5 ГГц (или аналогич- ный);
• Не менее 4 ГБ оперативной памяти;
• Не менее 1,5 ГБ свободного места на жестком диске;
• Клавиатура, мышь (или совместимое указывающее устройство);

Видеокарта с 1 Гб видеопамяти, с поддержкой Shader Model 4.0 и выше, с

поддержкой DirectX 9 и выше;

• Операционная система Windows Vista/7/8;
• Веб-камера (Full HD). Мобильная версия:

• Многоядерный процессор ARM v7 и выше, с частотой 1,5 ГГц и выше;
• 2 ГБ оперативной памяти и выше;
• Видеоускоритель с поддержкой OpenGL ES 2.0 и выше;
• Android 4.0 и выше;
• Камера.

Кадровое обеспечение:

Программа реализуется Хромовым Борисом Николаевичем, педагогом дополнительного образования.