I dag er uddannelsessoftware et sæt applikationer designet til at udvikle specifikke færdigheder hos studerende. Men sådanne systemer opstod for første gang for over hundrede år siden — ingeniører og opfindere har gjort en lang rejse fra umodne mekaniske "uddannelsesmaskiner" til de første computere og algoritmer. Lad os se nærmere på dette.
Foto: / CC BY
De første forsøg — både vellykkede og ikke så vellykkede
Uddannelsessoftware kan spores tilbage til slutningen af det 19. århundrede. I lang tid var den vigtigste kilde til viden undervisere og bøger. Uddannelsesprocessen tog alt for meget tid fra lærerne, og resultaterne var ofte utilfredsstillende.
Succesen fra den industrielle revolution førte mange, som det dengang syntes, til den åbenlyse konklusion: man kunne uddanne studerende hurtigere og mere effektivt ved at erstatte lærerne med mekaniske undervisningsmaskiner. En sådan uddannelsesmæssig "samlebånd" ville muliggøre uddannelse af specialister med mindre tidsforbrug. I dag virker forsøg på at mekanisere denne proces naive. Men netop denne "uddannelsessteampunk" blev grundlaget for moderne teknologier.
Den første patent på en mekanisk enhed til at lære grammatik i 1866 af amerikaneren Halcyon Skinner. Maskinen bestod af en kasse med to vinduer. I det ene vindue så eleven billeder (for eksempel en hest). I det andet vindue kunne eleven, ved hjælp af knapper, indtaste navnet på objektet. Systemet rettede dog ikke fejl og udførte ikke kontrol.
I 1911 patenterede psykologen Herbert Austin Aikins fra Yale University en enhed til at undervise i aritmetik, læsning og stavning. Eleven kombinerede tre træblokke med formede udskæringer i en speciel trækasse. På disse blokke var der for eksempel elementer fra en simpel aritmetisk opgave. Hvis figurerne blev placeret korrekt, dannedes det rigtige svar øverst på pladerne ().
I 1912 lagde den amerikanske psykolog (Edward Lee Thorndike) i bogen «Uddannelse». Han mente, at en af hovedmanglerne ved lærebøger var, at studerende blev efterladt til sig selv. De kunne overse vigtige punkter eller, uden at have forstået det gamle materiale, gå videre til at lære nyt. Thorndike foreslog en helt anden tilgang: en «mekanisk bog», hvor de følgende kapitler kun åbner, når de forrige er blevet tilstrækkeligt gennemgået.
Foto: / Unsplash.com
I det omfattende værk beskrev Thorndike, at apparatet optog , sine overvejelser detaljerede han dog ikke. Men det var nok til, at professor ved Ohio Universitet, Sidney Pressey, inspireret af psykologens arbejde, i 1924 et undervisningssystem - Automatic Teacher. På maskinens rotor så eleven et spørgsmål og svarmuligheder. Ved at trykke på en af de fire mekaniske taster kunne de vælge det rigtige svar. Efterfølgende drejede rotoren, og enheden «tilbød» det næste spørgsmål. Desuden registrerede en tæller antallet af korrekte svar.
I 1928 fik Pressey et patent på opfindelsen, men gennemførte ikke Thorndikes idé helt. Automatic Teacher kunne ikke undervise, men muliggjorde hurtig testning af viden.
Efter Sidney Pressey begyndte mange opfindere at konstruere nye «undervisningsmaskiner». De kombinerede erfaringer fra det 19. århundrede, Thorndikes idéer og teknologier fra det nye århundrede. Indtil 1936 700 forskellige patenter for «undervisningsmaskiner» udstedt i USA. Men senere kom Anden Verdenskrig, og arbejdet inden for dette område blev standset, og vi måtte vente næsten 20 år på betydelige fremskridt.
Fred Skinner's undervisningsmaskine
I 1954 formulerede professor ved Cambridge Universitet, Burrhus Frederic Skinner, de grundlæggende principper for læring af grammatik, matematik og andre fag. Konceptet som teorien om programmeret læring (programmed learning).
Den siger, at den hovedkomponent i det lærende apparat skal være et strengt program med elementer til at studere og kontrollere materialet. Selve læringsprocessen er trinvis - eleven går ikke videre, før de har studeret det nødvendige emne og besvaret kontrolspørgsmålene. I samme år præsenterede Skinner en «undervisningsmaskine» til brug i skoler.
Spørgsmålene blev præsenteret på papkort og vist "billed-for-billede" i et særligt vindue. Den studerende indtastede svaret på enheden. Hvis svaret var korrekt, lavede maskinen et hul i kortet. Skinner-systemet adskilte sig fra lignende systemer ved, at efter den første serie spørgsmål fik eleven kun de spørgsmål, som de ikke kunne svare på. Cyklen gentog sig, så længe der var ubesvarede opgaver. På den måde testede enheden ikke kun viden, men lærte også de studerende.
Snart blev maskinen sat i serieproduktion. I dag betragtes Skinner's opfindelse som den første enhed, der lykkedes med at kombinere resultaterne af teoretisk forskning inden for pædagogisk psykologi med datidens teknologiske nyheder.
PLATO-systemet, der eksisterede i 40 år
Baseret på teorien om programmeret læring, udviklede den 26-årige ingeniør i 1960 (Donald Bitzer), der lige havde fået sin grad fra University of Illinois, computer systemet PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
PLATO-terminaler blev tilsluttet universitetets mainframe . Deres display var en almindelig tv-skærm, og brugeren havde kun 16 taster til navigation. Universitetsstuderende kunne følge flere faglige kurser.
Foto: / PD / Клавиатура PLATO4
Den første version af PLATO var eksperimentel og havde betydelige begrænsninger: For eksempel blev muligheden for at arbejde med den af to brugere på én gang først tilgængelig i 1961 (i den opdaterede version PLATO II). I 1969 præsenterede ingeniørerne et særligt programmeringssprog til udvikling af ikke kun undervisningsmaterialer, men også spil.
PLATO blev forbedret, og i 1970 indgik University of Illinois en aftale med Control Data Corporation. Enheden kom på det kommercielle marked.
Seks år senere arbejdede 950 terminaler allerede med PLATO, og det samlede antal kurser udgjorde 12.000 undervisningstimer på mange universitetsdiscipliner.
I dag bruges systemet ikke længere - det blev lukket i 2000. Men organisationen PLATO Learning (nu Edmentum), som stod for promoveringen af terminalerne, udvikler undervisningskurser.
"Kan robotter uddanne vores børn?"
Med udviklingen af nye læringsteknologier i 60'erne begyndte kritikken også — primært i den amerikanske populærpresse. Overskrifter i aviser og magasiner som "Læringsmaskiner: velsignelse eller forbandelse?" talte for sig selv. fra skeptikere drejede sig om tre hovedområder.
For det første var det utilstrækkelig metodisk og teknisk forberedelse af lærerne i lyset af den generelle mangel på personale i de amerikanske skoler. For det andet var udstyret dyrt, og der fandtes for få undervisningskurser. Et skoledistrikt brugte $5000 (en enorm sum på det tidspunkt) og opdagede derefter, at der manglede materialer til effektiv undervisning.
For det tredje bekymrede eksperterne sig om den mulige dehumanisering af uddannelse. Alt for mange entusiaster sagde, at lærere i fremtiden ville blive overflødige.
Udviklingen viste, at bekymringerne var ubegrundede: undervisere blev ikke til tavse hjælpere for computere, omkostningerne til udstyr og software faldt, og mængden af uddannelsesmateriale steg. Men det skete først i 80'erne og 90'erne i det 20. århundrede, da der kom nye udviklinger, som overskyggede PLATO's succeser.
Om disse teknologier vil vi fortælle næste gang.
Hvad ellers skriver vi om på Habr:
Kilde: habr.com
