Dnes je vzdělávací software soubor aplikací pro rozvoj konkrétních dovedností u studentů. Ale poprvé se takové systémy objevily před více než sto lety — inženýři a vynálezci urazili dlouhou cestu od nedokonalých mechanických "vzdělávacích strojů" k prvním počítačům a algoritmům. Povíme si o tom podrobněji.
Foto: / CC BY
První pokusy — úspěšné i neúspěšné
Své počátky vzdělávací software odvodil na konci 19. století. Po dlouhou dobu zůstával hlavním zdrojem znalostí učitel a knihy. Vzdělávací proces vyžadoval od učitelů příliš mnoho času a výsledky někdy zanechávaly mnoho přání.
Úspěchy průmyslové revoluce vedly mnohé k tehdy zřejmému závěru: studenti mohou být vzděláváni rychleji a efektivněji, pokud jsou učitelé nahrazeni mechanickými výukovými stroji. Tehdy by vzdělávací "linka" mohla připravovat specialisty s menšími časovými nároky. Dnes se pokusy mechanizovat tento proces zdají naivní. Ale právě tento "vzdělávací steampunk" se stal základem moderních technologií.
První patent na mechanické zařízení pro výuku gramatiky v roce 1866 americký vynálezce Halcyon Skinner. Stroj představoval krabici s dvěma okénky. V jednom okně žák viděl obrázky (například koně). Ve druhém okně pomocí tlačítek vyťukával název objektu. Ale systém neopravil chyby a neprováděl kontrolu.
V roce 1911 patentoval psycholog Herbert Austin Aikins z Yaleovy univerzity zařízení pro výuku aritmetiky, čtení a pravopisu. Žák kombinoval tři dřevěné bloky se tvarovými výřezy ve speciálním dřevěném kufříku. Na těchto blocích byly zobrazeny například prvky jednoduchého aritmetického příkladu. Pokud byly tvary uspořádány správně, v horní části desek se vytvořil správný výsledek ().
V roce 1912 založil americký psycholog (Edward Lee Thorndike) v knize „Vzdělávání“. Považoval za hlavní nedostatek učebnic to, že studenti jsou ponecháni sami sobě. Mohou přehlédnout důležité body nebo, aniž by zvládli starší materiál, přejít k učení nového. Thorndike navrhl zásadně odlišný přístup: „mechanickou knihu“, v níž se následující části otevírají teprve poté, co jsou ty předchozí řádně probrány.
Foto: / Unsplash.com
Ve obsáhlém díle Thorndike popis zařízení zaujímalo , své úvahy nijak nedetailoval. Ale stačilo to k tomu, aby v roce 1924 profesor Ohio State University Sidney Pressey, inspirován prací psychologa, systém pro výuku — Automatický učitel. Na válci stroje viděl žák otázku a možnosti odpovědi. Stisknutím jedné ze čtyř mechanických kláves vybíral správnou odpověď. Poté se válec otočil a zařízení „nabídlo“ další otázku. Kromě toho počítadlo zaznamenávalo počet správných pokusů.
V roce 1928 Pressey získal patent na vynález, avšak realizoval myšlenku Thorndika ne v plném rozsahu. Automatický učitel nemohl učit, ale umožnil rychlé testování znalostí.
Po Sidney Pressey začali konstruovat nové „výukové stroje“ mnozí vynálezci. Spojovali zkušenosti 19. století, myšlenky Thorndika a technologie nového století. Do roku 1936 v USA 700 různých patentů na „výukové stroje“. Ale později začala Druhá světová válka, práce v této oblasti byla pozastavena a významných úspěchů se čekalo téměř 20 let.
Stroj pro výuku Frederica Skinnera
V roce 1954 formuloval profesor Cambridgeské univerzity Burrhus Frederic Skinner základní principy studia gramatiky, matematiky a dalších předmětů. Koncept jako teorie programovaného učení (programmed learning).
Tvrdí, že hlavní součástí vzdělávacího zařízení by měl být přísný program s prvky pro studium a ověřování materiálu. Samotný proces učení je stupňovitý — žák nepokračuje dál, dokud se nenaučí potřebné téma a neodpoví na kontrolní otázky. Ve stejném roce Skinner představil „výukový stroj“ pro využití ve školách.
Otázky byly vytištěny na papírových kartách a zobrazovány "po snímcích" ve speciálním okně. Učící se žák zadával odpověď na klávesnici zařízení. Pokud byla odpověď správná, stroj vyvrtal díru do karty. Systém Skinnera se od analogů lišil tím, že po prvním souboru otázek žák znovu dostával pouze ty, na které nebyl schopen odpovědět. Cyklus pokračoval, dokud zůstávaly nevyřešené úkoly. Tímto způsobem zařízení nejen testovalo znalosti, ale také učilo studenty.
Brzy byla stroj uveden do sériové výroby. Dnes je Skinnerovo vynález považováno za první zařízení, které dokázalo spojit výsledky teoretických výzkumů v pedagogické psychologii s technologickými novinkami té doby.
Systém PLATO, který existoval 40 let
Na základě teorie programovaného učení v roce 1960 26letý inženýr právě dokončil studium na univerzitě v Illinois, počítačový systém PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
Terminály PLATO se připojovaly k univerzitnímu mainframu Displejem pro ně sloužil obyčejný televizor a na klávesnici uživatele bylo pouze 16 tlačítek pro navigaci. Studenti univerzity mohli studovat několik tematických kurzů.
Foto: / PD / Клавиатура PLATO4
První verze PLATO byla experimentální a měla značná omezení: například možnost pracovat s ní současně dvěma uživatelům se objevila teprve v roce 1961 (v aktualizované verzi PLATO II). A v roce 1969 inženýři představili speciální programovací jazyk pro vývoj nejen výukových materiálů, ale i her.
PLATO se neustále zlepšoval a v roce 1970 uzavřela univerzita v Illinois smlouvu se společností Control Data Corporation. Přístroj se dostal na komerční trh.
O šest let později již bylo s PLATO použito 950 terminálů a celkový objem kurzů dosahoval 12 tisíc vyučovacích hodin z mnoha univerzitních disciplín.
Dnes se systém již nepoužívá — byl ukončen v roce 2000. Nicméně organizace PLATO Learning (nyní Edmentum), která byla odpovědná za propagaci terminálů, vyvíjí výukové kurzy.
"Mohou roboti učit naše děti"
S rozvojem nových vzdělávacích technologií v 60. letech začala i kritika – převážně v populárním americkém tisku. Titulky v novinách a časopisech jako „Vzdělávací stroje: požehnání či prokletí?“ hovořily samy za sebe. skeptiků se soustředily na tři hlavní témata.
Za prvé, nedostatečná metodická a technická příprava učitelů v kontextu obecného nedostatku personálu v amerických školách. Za druhé, vysoké náklady na vybavení a málo dostupných učebních kurzů. Tak například školy v jednom z okresů utratily 5000 dolarů (obrovská částka v té době), po čemž zjistily, že pro plnohodnotné vzdělávání materiály chybí.
Za třetí, odborníky znepokojovala možná dehumanizace vzdělávání. Příliš mnoho nadšenců hovořilo o tom, že v budoucnu učitelé nebudou potřeba.
Další vývoj událostí ukázal, že obavy byly liché: učitelé se nestali němými pomocníky počítačů, náklady na systémy a software klesaly, zatímco počet vzdělávacích materiálů rostl. K tomu však došlo až v 80. a 90. letech 20. století, kdy se objevily nové vývojové projekty, které zastínily úspěchy PLATO.
O těchto technologiích budeme hovořit příště.
O čem dalším píšeme na Habr:
Zdroj: habr.com
