Aujourd'hui, les logiciels éducatifs représentent un ensemble d'applications destinées au développement de certaines compétences chez les étudiants. Cependant, ces systèmes ont vu le jour il y a plus d'un siècle — les ingénieurs et les inventeurs ont parcouru un long chemin, des «machines éducatives» mécaniques imparfaites aux premiers ordinateurs et algorithmes. Explorons cela plus en détail.
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Les premières expériences — réussies et moins réussies
Les logiciels éducatifs ont vu le jour à la fin du XIXe siècle. Pendant longtemps, la principale source de connaissances restait les enseignants et les livres. Le processus éducatif prenait trop de temps aux enseignants, et les résultats laissaient parfois à désirer.
Les succès de la révolution industrielle ont conduit beaucoup, comme il semblait à l'époque, à une conclusion évidente : on pouvait enseigner aux étudiants plus rapidement et plus efficacement en remplaçant les enseignants par des machines d'apprentissage mécaniques. Alors, le «conveyor» éducatif permettrait de former des spécialistes avec moins de temps. Aujourd'hui, les tentatives de mécaniser ce processus semblent naïves. Mais ce «steam-punk éducatif» a effectivement posé les bases des technologies modernes.
Le premier brevet pour un dispositif mécanique d'apprentissage de la grammaire a été délivré en 1866 à l'Américain Halcyon Skinner. La machine était constituée d'une boîte avec deux fenêtres. Dans l'une, l'élève voyait des images (par exemple, un cheval). Dans la seconde fenêtre, à l'aide de boutons, il saisissait le nom de l'objet. Mais le système ne corrigeait pas les erreurs et ne faisait pas de vérification.
En 1911, un dispositif d'apprentissage des mathématiques, de la lecture et de l'orthographe a été breveté par le psychologue Herbert Austin Aikins de l'Université de Yale. L'élève combinait trois blocs en bois avec des découpes dans une boîte en bois spéciale. Ces blocs représentaient, par exemple, les éléments d'un exemple arithmétique simple. Si les figures étaient correctement assemblées, la bonne réponse apparaissait en haut des plaques ().
En 1912, les bases de méthodes d'enseignement automatisées nouvelles et plus réussies ont été établies par le psychologue américain (Edward Lee Thorndike) dans le livre « L'éducation ». Il considérait comme principal inconvénient des manuels que les étudiants étaient laissés à eux-mêmes. Ils peuvent ne pas prêter attention à des points importants ou, en ne maîtrisant pas le matériel ancien, passer à l'étude de nouveau. Thorndike a proposé une approche fondamentalement différente : un « livre mécanique », dans lequel les sections suivantes ne s'ouvrent que lorsque les précédentes ont été correctement étudiées.
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Dans l'ouvrage volumineux de Thorndike, la description de l'appareil occupait , ses réflexions n'étaient pas détaillées. Mais cela suffisait pour qu'en 1924, le professeur de l'université d'Ohio, Sidney Pressey, inspiré par le travail du psychologue, un système d'enseignement — Automatic Teacher. Sur le tambour de la machine, l'élève voyait une question et des options de réponse. En appuyant sur l'une des quatre touches mécaniques, il choisissait la bonne réponse. Ensuite, le tambour tournait et l'appareil « proposait » la question suivante. De plus, un compteur indiquait le nombre de bonnes tentatives.
En 1928, Pressey a breveté l'invention, mais n'a pas réalisé l'idée de Thorndike dans son intégralité. Automatic Teacher ne pouvait pas enseigner, mais permettait de tester rapidement les connaissances.
À la suite de Sidney Pressey, de nombreux inventeurs ont commencé à concevoir de nouvelles « machines d'enseignement ». Ils combinaient l'expérience du XIXe siècle, les idées de Thorndike et les technologies du nouveau siècle. Jusqu'en 1936, aux États-Unis Mais plus tard, la Seconde Guerre mondiale a commencé, les travaux dans ce domaine ont été interrompus et des avancées significatives ont dû attendre presque 20 ans.
La machine d'apprentissage de Frederick Skinner
En 1954, le professeur de l'université de Cambridge, Burrhus Frederic Skinner, a formulé les principes de base de l'étude de la grammaire, des mathématiques et d'autres matières. Le concept sous le nom de théorie de l'apprentissage programmé (programmed learning).
Elle stipule que le principal composant de l'appareil éducatif doit être un programme strict avec des éléments pour l'étude et la vérification du matériel. Le processus d'apprentissage lui-même est progressif : l'élève ne progresse pas tant qu'il n'a pas étudié le sujet nécessaire et répondu aux questions de contrôle. La même année, Skinner a présenté une « machine d'enseignement » pour une utilisation dans les écoles.
Les questions étaient imprimées sur des cartes en papier et affichées « image par image » dans une fenêtre spéciale. L'élève tapait sa réponse sur le clavier de l'appareil. Si la réponse était correcte, la machine perçait un trou dans la carte. Ce qui distinguait le système de Skinner de ses analogues était le fait qu'après une première série de questions, l'élève recevait à nouveau uniquement celles auxquelles il n'avait pas pu répondre. Le cycle se répétait tant qu'il restait des questions non résolues. Ainsi, l'appareil testait non seulement les connaissances, mais enseignait aussi aux étudiants.
Peu après, la machine a été mise en production en série. Aujourd'hui, l'invention de Skinner est considérée comme le premier dispositif ayant réussi à combiner les résultats des recherches théoriques en psychologie de l'éducation avec les innovations technologiques de l'époque.
Le système PLATO, qui a existé pendant 40 ans
Basé sur la théorie de l'enseignement programmé, en 1960, un ingénieur de 26 ans (Donald Bitzer), venant d'obtenir son diplôme à l'Université de l'Illinois, le système informatique PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
Les terminaux PLATO étaient connectés au mainframe universitaire . Leur affichage était assuré par un téléviseur ordinaire, et le clavier de l'utilisateur ne disposait que de 16 touches pour la navigation. Les étudiants de l'université pouvaient suivre plusieurs cours thématiques.
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La première version de PLATO était expérimentale et présentait des limitations significatives : par exemple, la possibilité de travailler à deux utilisateurs simultanément n'est apparue qu'en 1961 (dans la version mise à jour PLATO II). Et en 1969, les ingénieurs ont présenté un langage de programmation spécial pour développer non seulement des matériaux d'apprentissage, mais aussi des jeux.
PLATO s'est amélioré, et en 1970, l'Université de l'Illinois a conclu un accord avec la société Control Data Corporation. L'appareil a été commercialisé.
Six ans plus tard, 950 terminaux travaillaient déjà avec PLATO, et le volume total des cours atteignait 12 000 heures d'enseignement couvrant de nombreuses disciplines universitaires.
Aujourd'hui, le système n'est plus utilisé - il a été arrêté en 2000. Cependant, l'organisation même PLATO Learning (aujourd'hui Edmentum), responsable de la promotion des terminaux, développe des cours d'apprentissage.
« Les robots peuvent-ils enseigner à nos enfants ? »
Avec le développement de nouvelles technologies éducatives dans les années 60, la critique a également commencé - principalement dans la presse américaine populaire. Les titres dans les journaux et les revues comme "Machines d'apprentissage : bénédiction ou malédiction ?" en disaient long. Les sceptiques ont soulevé trois points.
Premièrement, le manque de formation méthodologique et technique des enseignants face à la pénurie générale de personnel dans les écoles américaines. Deuxièmement, le coût élevé de l'équipement et le faible nombre de cours disponibles. Ainsi, les écoles d'un des districts ont dépensé 5000 $ (une somme énorme à l'époque), pour découvrir ensuite qu'il leur manquait des matériaux pour un enseignement complet.
Troisièmement, des experts s'inquiétaient de la possible déshumanisation de l'éducation. Trop d'enthousiastes affirmaient qu'à l'avenir, les enseignants ne seraient plus nécessaires.
Le développement ultérieur des événements a montré que ces préoccupations étaient infondées : les enseignants ne sont pas devenus des assistants silencieux des ordinateurs, le coût des équipements et des logiciels diminuait, tandis que le nombre de matériaux éducatifs augmentait. Mais cela n'est arrivé que dans les années 80-90 du XXe siècle, lorsqu'ont émergé de nouvelles innovations qui ont éclipsé les succès de PLATO.
Nous parlerons de ces technologies la prochaine fois.
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Source : habr.com
