Днес образователният софтуер представлява набор от приложения за развитие на определени умения у студентите. Но такива системи се появяват за пръв път преди повече от сто години — инженерите и изобретателите преминават дълъг път от несъвършените механични "образователни машини" до първите компютри и алгоритми. Нека разгледаме това по-подробно.
Снимка: / CC BY
Първите опити — успешни и не съвсем
Образователният софтуер започва своето развитие в края на XIX век. Дълго време основни източници на знания остават наставниците и книгите. Образователният процес отнема твърде много време на учителите, а резултатите понякога оставят много да се желае.
Успехите на индустриалната революция довеждат много хора до очевидния извод, че студентите могат да бъдат обучавани по-бързо и по-ефективно, ако преподавателите бъдат заменени с механични учебни машини. Тогава образователният "конвейер" ще позволи подготовката на специалисти с по-малко времеви разходи. Днес опитите да се механизира този процес изглеждат наивни. Но именно този "образователен стимпанк" стана основа за съвременните технологии.
Патент за механично устройство за изучаване на граматика през 1866 година американецът Алкион Скиннер (Halcyon Skinner). Машината представляваше коробка с две прозорчета. В едното ученикът виждаше картинки (например, кон). Във второто прозорче чрез бутони той въвеждаше името на обекта. Но системата не коригираше грешките и не извършваше проверка.
През 1911 г. устройство за обучение по аритметика, четене и правопис беше патентовано от психолога Хербърт Остин Аикинс (Herbert Austin Aikins) от Йейлския университет. Ученикът комбинираше три дървени блока с фигурни изрези в специална дървена кутия. На тези блокове бяха изобразени, например, елементи от прост аритметичен пример. Ако фигурите са подбрани правилно, на горната част на плоскостите се образуваше верният отговор ().
През 1912 г. основата за нови и по-успешни автоматизирани методи на обучение положи американският психолог (Едуард Лий Торндайк) в книгата "Образование". Той смятал, че основен недостатък на учебниците е фактът, че студентите са предоставени сами на себе си. Те могат да не обърнат внимание на важни моменти или, не усвоили стария материал, да преминат към изучаване на ново. Торндайк предложил принципно различен подход: "механична книга", в която следващите раздели се отварят само след като предишните са минали адекватно.
Снимка: / Unsplash.com
В обширния труд на Торндайк, описанието на устройството е заемало , своите съображения той никога не е детализирал. Но това било достатъчно, за да вдъхнови професорът от Охайо Сидни Пресси (Sidney Pressey) през 1924 година, система за обучение — Automatic Teacher. На барабана на машината ученикът виждал въпрос и варианти на отговори. Натискайки един от четирите механични бутона, той избирал верния. След това барабанът се завъртял и устройството "предлагало" следващия въпрос. Освен това, броячът отбелязвал броя на верните опити.
През 1928 година Пресси патиент за изобретението, но реализирал идеята на Тордәйк не в пълния си обем. Automatic Teacher не е могъл да обучава, но е позволявал бързо тестване на знанията.
След Сидни Пресси, много изобретатели започнали да конструират нови "обучаващи машини". Те съчетавали опита от XIX век, идеите на Торндайк и технологии от новото столетие. До 1936 година в САЩ 700 различни патента на "обучаващи машини". Но след това започнала Втората световна война, работата в тази област била преустановена и значителни постижения трябваше да се чакат почти 20 години.
Машина за обучение на Фредерик Скинър
През 1954 година професорът от Кеймбриджкия университет Беррес Фредерик Скинър (Burrhus Frederic Skinner) формулирал основните принципи за изучаване на граматика, математика и други дисциплини. Концепцията като теория на програмирано обучение (programmed learning).
Тя гласи, че основният компонент на обучаващото устройство трябва да бъде строга програма с елементи за изучаване и проверка на материала. Самият процес на обучение е стъпков — ученикът не напредва, докато не изучи необходимата тема и не отговори на контролни въпроси. В същата година Скинър представил "обучаваща машина" за използване в училищата.
Въпросите бяха печатани на хартиени картончета и демонстрирани "по кадри" в специално прозорче. Ученикът набираше отговора на клавиатурата на устройството. Ако отговорът беше верен, машината пробиваше дупка в картата. Системата на Скинър се отличаваше от аналогичните с това, че след първия набор от въпроси ученикът отново получаваше само тези, на които не успя да отговори. Цикълът продължаваше, докато остават нерешени задачи. По този начин устройството не само тестваше знания, но и обучаваше студенти.
Скоро машината беше пусната в серийно производство. Днес изобретението на Скинър се счита за първото устройство, в което успяха да се комбинират резултатите от теоретичните изследвания в педагогическата психология с технологичните нововъведения на времето.
Системата PLATO, съществувала 40 години
Основавайки се на теорията на програмираното обучение, през 1960 година 26-годишният инженер (Donald Bitzer), който току-що е завършил университета в Илинойс, компютърната система PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
Терминалите PLATO бяха свързани с университетския мейнфрейм . За дисплей им служеше обикновен телевизор, а на клавиатурата на потребителя имаше само 16 бутона за навигация. Университетските студенти можеха да изучават няколко тематични курса.
Снимка: / PD / Клавиатура PLATO4
Първата версия на PLATO беше експериментална и имаше сериозни ограничения: например, възможността за работа с нея от двама потребители едновременно се появи едва през 1961 година (в обновената версия PLATO II). А през 1969 година инженерите представиха специален език за програмиране за разработка не само на учебни материали, но и на игри.
PLATO се усъвършенства, и през 1970 година университетът в Илинойс подписа споразумение с компанията Control Data Corporation. Устройството навлезе на търговския пазар.
Шест години по-късно вече работеха 950 терминала PLATO, а общият обем на курсовете съставляваше 12 хиляди учебни часа по много университетски дисциплини.
Днес системата не се използва — тя беше закрита през 2000 година. Въпреки това, самата организация PLATO Learning (в момента Edmentum), отговорна за популяризирането на терминалите, разработва учебни курсове.
"Могат ли роботите да обучават нашите деца"
С развитието на новите технологии за обучение през 60-те години започна и критиката — предимно в популярната американска преса. Заглавията в вестниците и списанията като „Обучаващи машини: благословия или проклятие?“ говореха сами за себе си. на скептиците се свеждаха до три теми.
На първо място, това е недостатъчната методическа и техническа подготовка на учителите на фона на общата липса на кадри в американските училища. На второ място, високата цена на оборудването и малкият брой учебни курсове. Напр. училищата в един от окръзите похарчили $5000 (огромна сума за онова време), след което установили, че за пълноценно обучение липсвали материали.
На трето място, експертите се притесняваха от възможната дегуманизация на образованието. Твърде много ентусиасти говореха за това, че в бъдеще учителите няма да са нужни.
По-нататъшното развитие на събитията показа, че опасенията бяха напразни: преподавателите не се превърнаха в безмълвни помощници на компютрите, цената на оборудването и софтуера намаляваше, а количеството на образователните материали — нарастваше. Но това се случи едва в 80-90-те години на XX век, когато се появиха нови разработки, които засенчиха успехите на PLATO.
За тези технологии ще разкажем следващия път.
За какво още пишем в Хабра:
Източник: habr.com
