Сёння адукацыйнае праграмнае забеспячэнне ўяўляе сабой набор прыкладанняў для развіцця пэўных навыкаў у студэнтаў. Але ўпершыню такія сістэмы з'явіліся больш за сто гадоў таму – інжынеры і вынаходнікі прарабілі доўгі шлях ад недасканалых механічных «адукацыйных машын» да першых кампутараў і алгарытмаў. Раскажам аб гэтым падрабязней.
фота: / CC BY
Першыя доследы - удалыя і не вельмі
Свой пачатак адукацыйнае праграмнае забеспячэнне бярэ ў канцы XIX стагоддзі. На працягу доўгага часу галоўнай крыніцай ведаў заставаліся настаўнікі і кнігі. Адукацыйны працэс адбіраў у настаўнікаў занадта шмат часу, а вынікі часам пакідалі жадаць лепшага.
Поспехі прамысловай рэвалюцыі прывялі многіх, як тады здавалася, да відавочнай высновы: можна навучаць студэнтаў хутчэй і больш эфектыўна, калі замяніць выкладчыкаў механічнымі вучэбнымі машынамі. Тады адукацыйны «канвеер» дазволіць рыхтаваць адмыслоўцаў з меншымі часавымі выдаткамі. Сёння спробы механізаваць гэты працэс выглядаюць наіўнымі. Але менавіта гэты "адукацыйны стимпанк" стаў асновай сучасных тэхналогій.
Першы патэнт на механічную прыладу для вывучэння граматыкі у 1866 годзе амерыканец Алкіён Скінер (Halcyon Skinner). Машына ўяўляла сабой каробку з двума акенцамі. У адным з іх вучань бачыў малюнкі (напрыклад, конь). У другім акне пры дапамозе кнопак ён набіраў назву аб'екта. Але сістэма не выпраўляла памылкі і не выконвала праверку.
У 1911 годзе прылада для навучання арыфметыцы, чытанню і правапісу запатэнтаваў псіхолаг Герберт Осцін Эйкінс (Herbert Austin Aikins) з Ельскага ўніверсітэта. Вучань камбінаваў тры драўляныя блокі з фігурнымі выразамі ў спецыяльным драўляным футарале. На гэтых блоках адлюстроўваліся, напрыклад, элементы простага арыфметычнага прыкладу. Калі фігуры падабраны правільна, то ў верхняй частцы плашчак фармаваўся правільны адказ ().
У 1912 годзе аснову для новых і больш паспяховых аўтаматызаваных метадаў навучання заклаў амерыканскі псіхолаг (Edward Lee Thorndike) у кнізе "Адукацыя". Ён лічыў асноўным недахопам падручнікаў той факт, што студэнты прадстаўлены самі сабе. Яны могуць не звярнуць увагі на важныя моманты ці, не засвоіўшы стары матэрыял, перайсці да вывучэння новага. Торндайк прапанаваў прынцыпова іншы падыход: "механічную кнігу", у якой наступныя раздзелы адкрываюць толькі пасля таго, як папярэднія належным чынам пройдзены.
фота: / Unsplash.com
У аб'ёмнай працы Торндайка апісанне прылады займала , свае меркаванні ён ніяк не дэталізаваў. Але гэтага хапіла, каб у 1924 годзе прафесар універсітэта Агаё Сідні Прэсі (Sidney Pressey), натхнёны працай псіхолага, сістэму для навучання - Automatic Teacher. На барабане машыны вучань бачыў пытанне і варыянты адказа. Націснуўшы на адну з чатырох механічных клявішаў, ён выбіраў правільны. Пасля барабан пракручваўся і прылада "прапаноўвала" наступнае пытанне. Акрамя таго, лічыльнік адзначаў колькасць дакладных спроб.
У 1928 годзе Прэсі патэнт на вынаходства, але рэалізаваў ідэю Торндайка не ў поўным аб'ёме. Automatic Teacher не мог навучаць, але дазваляў хутка пратэставаць веды.
Услед за Сідні Прэсі канструяваць новыя "навучальныя машыны" пачалі многія вынаходнікі. Яны аб'ядноўвалі вопыт XIX стагоддзя, ідэі Торндайка і тэхналогіі новага стагоддзя. Да 1936 года ў ЗША 700 розных патэнтаў на "навучальныя машыны". Але пазней пачалася Другая сусветная вайна, працы ў гэтай вобласці прыпынілі і істотных дасягненняў прыйшлося чакаць амаль на 20 гадоў.
Машына для навучання Фрэдэрыка Скінара
У 1954 годзе прафесар Кембрыджскага ўніверсітэта Брэс Фрэдэрык Скінер (Burrhus Frederic Skinner) сфармуляваў асноўныя прынцыпы вывучэння граматыкі, матэматыкі і іншых прадметаў. Канцэпцыя як тэорыя праграмаванага навучання (programmed learning).
Яна абвяшчае, што галоўным кампанентам навучальнай прылады павінна быць строгая праграма з элементамі для вывучэння і праверкі матэрыялу. Сам працэс навучання з'яўляецца ступеністым - вучань не ідзе далей, пакуль не вывучыць патрэбную тэму і не адкажа на кантрольныя пытанні. У тым жа годзе Скінер прадставіў «навучальную машыну» для выкарыстання ў школах.
Пытанні друкавалі на папяровых картах і дэманстравалі "пакадрава" ў спецыяльным акенцы. Навучэнец набіраў адказ на клавіятуры прылады. Калі адказ дакладны, машына прабівала адтуліну ў карце. Сістэму Скінара ад аналагаў адрозніваў той факт, што пасля першай серыі пытанняў вучань зноў атрымліваў толькі тыя, на якія не змог адказаць. Цыкл паўтараўся, пакуль заставаліся нявырашаныя задачы. Такім чынам, прылада не толькі тэсціравала веды, але і навучала студэнтаў.
Неўзабаве машыну запусцілі ў серыйную вытворчасць. Сёння вынаходства Скінара лічаць першай прыладай, у якім атрымалася спалучаць вынікі тэарэтычных пошукаў у педагагічнай псіхалогіі з тэхналагічнымі навінамі таго часу.
Сістэма PLATO, якая існавала 40 гадоў
Грунтуючыся на тэорыі праграмаванага навучання, у 1960 годзе 26-гадовы інжынер (Donald Bitzer), толькі што атрымаў ступень ва ўніверсітэце Ілінойса, кампутарную сістэму PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
Тэрміналы PLATO падключаліся да універсітэцкага мэйнфрэйму . Дысплэем для іх служыў звычайны тэлевізар, а на клавіятуры карыстальніка мелася ўсяго 16 клавіш для навігацыі. Студэнты ўніверсітэта маглі вывучаць некалькі тэматычных курсаў.
фота: / PD / Клавіятура PLATO4
Першая версія PLATO была эксперыментальнай і мела істотныя абмежаванні: напрыклад, магчымасць працаваць з ёй адначасова двум карыстачам з'явілася толькі ў 1961 году (у абноўленай версіі PLATO II). А ў 1969 годзе інжынеры прадставілі спецыяльную мову праграмавання. для распрацоўкі не толькі навучальных матэрыялаў, але і гульняў.
PLATO удасканальвалася, і ў 1970 году ўніверсітэт Ілінойса заключыў дамову з кампаніяй Control Data Corporation. Прылада выйшла на камерцыйны рынак.
Праз шэсць гадоў з PLATO ужо працавалі 950 тэрміналаў, а агульны аб'ём курсаў складаў 12 тысяч навучальных гадзін па многіх універсітэцкіх дысцыплінах.
Сёння сістэму не выкарыстоўваюць - яе згарнулі ў 2000 годзе. Аднак сама арганізацыя PLATO Learning (цяпер Edmentum), якая адказвала за прасоўванне тэрміналаў, распрацоўвае навучальныя курсы.
«Ці могуць робаты навучаць нашых дзяцей»
З развіццём новых тэхналогій навучання ў 60-я гады пачалася і крытыка - у асноўным у папулярнай амерыканскай прэсе. Загалоўкі ў газетах і часопісах накшталт «Навучальныя машыны: дабраславеньне ці праклён?» казалі самі за сябе. скептыкаў зводзіліся да трох топікаў.
Па-першае, гэта недастатковая метадычная і тэхнічная падрыхтоўка настаўнікаў на фоне агульнага недахопу кадраў у амерыканскіх школах. Па-другое, дарагоўля абсталявання і малая колькасць навучальных курсаў. Так, школы адной з акругаў выдаткавалі $5000 (велізарную па тых часах суму), пасля чаго выявілі, што для паўнавартаснага навучання матэрыялаў не хапае.
Па-трэцяе, экспертаў турбавала магчымая дэгуманізацыя адукацыі. Занадта шмат энтузіясты казалі аб тым, што ў будучыні настаўнікі будуць не патрэбныя.
Далейшае развіццё падзей паказала, што асцярогі былі марнымі: выкладчыкі не ператварыліся ў маўклівых памочнікаў кампутараў, кошт абсталявання і ПЗ зніжалася, а колькасць адукацыйных матэрыялаў - павялічвалася. Але гэта адбылося толькі ў 80-90-е гады XX стагоддзі, калі з'явіліся новыя распрацоўкі, якія засланілі поспехі PLATO.
Пра гэтыя тэхналогіі мы раскажам у наступны раз.
Пра што яшчэ мы пішам на Хабры:
Крыніца: habr.com