Die Entstehung von Bildungssoftware und ihre Geschichte: von mechanischen Maschinen zu den ersten Computern

Heutzutage ist Bildungssoftware ein Set von Anwendungen zur Entwicklung bestimmter FĂ€higkeiten bei Studierenden. Doch erstmals erschienen solche Systeme vor ĂŒber einhundert Jahren – Ingenieure und Erfinder haben einen langen Weg von unvollkommenen mechanischen "Bildungsmaschinen" zu den ersten Computern und Algorithmen zurĂŒckgelegt. Lassen Sie uns nĂ€her darauf eingehen.

Die Entstehung von Bildungssoftware und ihre Geschichte: von mechanischen Maschinen zu den ersten Computern
Foto: crabchick / CC BY

Die ersten Experimente – erfolgreiche und weniger erfolgreiche

Die Bildungssoftware hat ihren Ursprung im spĂ€ten 19. Jahrhundert. Lange Zeit blieben Lehrer und BĂŒcher die wichtigsten Wissensquellen. Der Bildungsprozess nahm den Lehrern zu viel Zeit in Anspruch, und die Ergebnisse ließen manchmal zu wĂŒnschen ĂŒbrig.

Die Erfolge der industriellen Revolution fĂŒhrten viele, wie es damals schien, zu der offensichtlichen Schlussfolgerung: Man kann Studierende schneller und effektiver ausbilden, wenn man Lehrer durch mechanische Lernmaschinen ersetzt. Dann wĂŒrde das Bildung "Band" es ermöglichen, FachkrĂ€fte mit weniger Zeitaufwand auszubilden. Heutzutage erscheinen Versuche, diesen Prozess zu mechanisieren, naiv. Doch gerade dieser "Bildungs-Steampunk" wurde zur Grundlage moderner Technologien.

Das erste Patent fĂŒr ein mechanisches GerĂ€t zum Erlernen der Grammatik aufgezeigt wurde 1866 von dem Amerikaner Halcyon Skinner angemeldet. Die Maschine war eine Box mit zwei Fenstern. In einem davon sah der SchĂŒler Bilder (zum Beispiel ein Pferd). Im zweiten Fenster gab er mit Tasten den Namen des Objekts ein. Aber das System korrigierte keine Fehler und fĂŒhrte keine ÜberprĂŒfung durch.

1911 patentierte der Psychologe Herbert Austin Aikins von der Yale University ein GerĂ€t zum Lernen von Arithmetik, Lesen und Rechtschreibung. Der SchĂŒler kombinierte drei Holzblöcke mit geformten Ausschnitten in einem speziellen HolzgehĂ€use. Auf diesen Blöcken waren zum Beispiel Elemente einer einfachen arithmetischen Aufgabe abgebildet. Wenn die Figuren richtig ausgewĂ€hlt waren, wurde in der oberen HĂ€lfte der Platten die richtige Antwort angezeigt (Abb. 2).

Im Jahr 1912 legte ein amerikanischer Psychologe die Grundlagen fĂŒr neue und erfolgreichere automatisierte Lernmethoden Edward Lee Thorndike (Edward Lee Thorndike) im Buch „Bildung“. Er betrachtete den Hauptnachteil von LehrbĂŒchern darin, dass die Studierenden auf sich allein gestellt sind. Sie könnten wichtige Punkte ĂŒbersehen oder, ohne das alte Material verstanden zu haben, zum Studium neuer Themen ĂŒbergehen. Thorndike schlug einen grundlegend anderen Ansatz vor: ein „mechanisches Buch“, bei dem die nĂ€chsten Abschnitte nur nach ordnungsgemĂ€ĂŸer Bearbeitung der vorherigen geöffnet werden.

Die Entstehung von Bildungssoftware und ihre Geschichte: von mechanischen Maschinen zu den ersten Computern
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In dem umfangreichen Werk von Thorndike nahm die Beschreibung des Aufbaus weniger als eine Seiteein, seine Überlegungen wurden jedoch nicht detailliert ausgefĂŒhrt. Aber das genĂŒgte, um 1924 Professor Sidney Pressey von der UniversitĂ€t Ohio, inspiriert von der Arbeit des Psychologen, eine Lernmaschine — Automatic Teacher — zu konstruieren. An der Trommel der Maschine sah der SchĂŒler eine Frage und Antwortmöglichkeiten. Durch DrĂŒcken einer der vier mechanischen Tasten wĂ€hlte er die richtige aus. Danach wurde die Trommel gedreht und das GerĂ€t „bot“ die nĂ€chste Frage an. DarĂŒber hinaus zĂ€hlte ein ZĂ€hler die Anzahl der richtigen Versuche.

Im Jahr 1928 erhielt Pressey aufgezeigt ein Patent fĂŒr die Erfindung, setzte jedoch die Idee von Thorndike nicht vollstĂ€ndig um. Automatic Teacher konnte nicht unterrichten, erlaubte jedoch eine schnelle ÜberprĂŒfung des Wissens.

Nach Sidney Pressey begannen viele Erfinder, neue „Lernmaschinen“ zu konstruieren. Sie kombinierten die Erfahrungen des 19. Jahrhunderts mit den Ideen von Thorndike und den Technologien des neuen Jahrhunderts. Bis 1936 wurden in den USA 700 verschiedene Patente fĂŒr „Lernmaschinen“ ausgestellt. Doch anschließend begann der Zweite Weltkrieg, die Arbeiten in diesem Bereich wurden eingestellt, und bedeutende Fortschritte ließen fast 20 Jahre auf sich warten. Die Lernmaschine von Frederick Skinner

Im Jahr 1954 formulierte Professor Burrhus Frederic Skinner von der UniversitĂ€t Cambridge die grundlegenden Prinzipien fĂŒr das Erlernen von Grammatik, Mathematik und anderen FĂ€chern. Das Konzept

wurde bekannt als Theorie des programmierten Lernens (programmed learning). Es besagt, dass das Hauptmerkmal eines LerngerĂ€ts ein strenger Lehrplan mit Elementen zur Erlernung und ÜberprĂŒfung des Materials sein sollte. Der Lernprozess selbst erfolgt stufenweise — der SchĂŒler geht nicht weiter, bis er das notwendige Thema gelernt und die Kontrollfragen beantwortet hat. Im selben Jahr stellte Skinner die „Lernmaschine“ fĂŒr den Einsatz in Schulen vor.

Sie besagt, dass das wichtigste Element eines LehrgerĂ€ts ein strenges Programm mit Elementen zum Erlernen und ÜberprĂŒfen des Materials sein sollte. Der Lernprozess ist schrittweise — der SchĂŒler geht nicht weiter, bis er das erforderliche Thema gelernt hat und die Kontrollfragen beantwortet hat. Im selben Jahr stellte Skinner die „Lernmaschine“ fĂŒr den Einsatz in Schulen vor.

Fragen wurden auf Papierkarten gedruckt und in einem speziellen Fenster "bildschirmweise" angezeigt. Der SchĂŒler gab die Antwort auf der Tastatur des GerĂ€ts ein. Wenn die Antwort korrekt war, stanzte die Maschine ein Loch in die Karte. Das System von Skinner unterschied sich von anderen durch die Tatsache, dass der SchĂŒler nach der ersten Fragerunde erneut nur die Fragen erhielt, auf die er nicht antworten konnte. Der Zyklus wiederholte sich, solange ungelöste Aufgaben vorhanden waren. Damit testete das GerĂ€t nicht nur das Wissen, sondern bildete auch die Studierenden aus.

Bald wurde die Maschine in Serie produziert. Heute gilt Skinners Erfindung als das erste GerÀt, das es geschafft hat, die Ergebnisse theoretischer Forschungen in der pÀdagogischen Psychologie mit technologischen Innovationen jener Zeit zu kombinieren.

Das PLATO-System, das 40 Jahre lang existierte

Basierend auf der Theorie des programmierten Lernens entwickelte 1960 der 26-jÀhrige Ingenieur Donald Bitzer (Donald Bitzer), der gerade seinen Abschluss an der University of Illinois gemacht hatte, entwickelte das Computersystem PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).

Die PLATO-Terminals wurden mit dem UniversitÀts-Mainframe ILLIAC Iverbunden. Der Bildschirm war ein gewöhnlicher Fernseher, und die Benutzertastatur hatte nur 16 Tasten zur Navigation. Die Studierenden der UniversitÀt konnten mehrere thematische Kurse belegen.

Die Entstehung von Bildungssoftware und ihre Geschichte: von mechanischen Maschinen zu den ersten Computern
Foto: Aumakua / PD / КлаĐČоатура PLATO4

Die erste Version von PLATO war experimentell und hatte wesentliche EinschrĂ€nkungen: Beispielsweise war die Möglichkeit, damit gleichzeitig von zwei Benutzern zu arbeiten, erst 1961 (in der aktualisierten Version PLATO II) verfĂŒgbar. 1969 stellten die Ingenieure eine spezielle Programmiersprache vor, TUTOR zur Entwicklung von sowohl Lehrmaterialien als auch Spielen.

PLATO wurde weiterentwickelt, und 1970 schloss die University of Illinois einen Vertrag mit der Control Data Corporation. Das GerÀt trat in den kommerziellen Markt ein.

Nach sechs Jahren arbeiteten bereits 950 Terminals mit PLATO, und das Gesamtvolumen der Kurse betrug 12.000 Unterrichtsstunden in vielen UniversitÀtsdisziplinen.

Heute wird das System nicht mehr verwendet – es wurde 2000 eingestellt. Die Organisation PLATO Learning (heute Edmentum), die fĂŒr die Vermarktung der Terminals zustĂ€ndig war, entwickelt jedoch weiterhin Lehrkurse.

„Können Roboter unseren Kindern Unterricht erteilen?“

Mit der Entwicklung neuer Lehrtechnologien in den 60er Jahren begann auch die Kritik – hauptsĂ€chlich in der populĂ€ren amerikanischen Presse. Überschriften in Zeitungen und Zeitschriften wie 'Lernmaschinen: Segen oder Fluch?' sprachen fĂŒr sich. Beschwerden der Skeptiker konzentrierten sich auf drei Themen.

Erstens auf die unzureichende methodische und technische Ausbildung der Lehrer vor dem Hintergrund des allgemeinen FachkrĂ€ftemangels an amerikanischen Schulen. Zweitens auf die hohen Kosten fĂŒr die AusrĂŒstung und die geringe Anzahl an Kursen. So gaben Schulen eines Bezirks 5000 $ aus (eine enorme Summe zu jener Zeit), um dann festzustellen, dass es fĂŒr eine vollstĂ€ndige Ausbildung an Materialien mangelte.

Drittens beunruhigte Experten die mögliche Dehumanisierung der Bildung. Zu viele Enthusiasten sprachen darĂŒber, dass in Zukunft keine Lehrer mehr notwendig sein wĂŒrden.

Die weitere Entwicklung der Ereignisse zeigte, dass die Bedenken unbegrĂŒndet waren: Lehrer wurden nicht zu stummen Assistenten von Computern, die Kosten fĂŒr AusrĂŒstung und Software sanken, wĂ€hrend die Anzahl der Bildungsressourcen zunahm. Doch dies geschah erst in den 80er und 90er Jahren des 20. Jahrhunderts, als neue Entwicklungen aufkamen, die den Erfolg von PLATO in den Schatten stellten.

Über diese Technologien werden wir das nĂ€chste Mal berichten.

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Quelle: habr.com

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