Oktatási szoftverek története: személyi számítógépek és virtuális tanárok fejlesztése

Történetünk előző része vége lett a 80-as és 90-es évek fordulóján. Ekkorra a tanárok kissé lehűltek a számítógépekhez. Úgy gondolták, hogy csak a programozóknak volt rájuk szükségük. Ezt a véleményt nagyrészt az okozta, hogy az akkori személyi számítógépek felhasználói élmény szempontjából nem voltak kellően hozzáférhetők, és a tanárok nem mindig rendelkeztek kellő készségekkel az adaptációhoz és az oktatási folyamatban való alkalmazásukhoz.

Amikor teljesen feltárták a PC-kben rejlő lehetőségeket, és világosabbá, kényelmesebbé és vonzóbbá váltak a hétköznapi emberek számára, a helyzet megváltozott, többek között az oktatási szoftverek területén is.

Oktatási szoftverek története: személyi számítógépek és virtuális tanárok fejlesztése
Részletek: Federica Galli /unsplash.com

"Vas" használhatóság

Ez volt az első Apple modell SCSI (Small Computer Systems Interface, ejtsd: "skazi") perifériás busszal, amelynek köszönhetően sokféle eszköz csatlakoztatható a számítógéphez: a merevlemezektől és meghajtóktól a szkennerekig és nyomtatókig. Ilyen portok az összes Apple számítógépen láthatók egészen az 1998-ban kiadott iMac-ig.

A felhasználói élmény bővítésének ötlete kulcsfontosságú volt a Macintosh Plus számára. Ezután a cég kedvezményeket kínált az oktatási intézményeknek egy speciális modellen - Macintosh Plus Ed, és Steve Jobs aktívan szállított berendezéseket iskoláknak és egyetemeknek, és ezzel egyidejűleg - lobbizott adókedvezmények az ilyen projektekben részt vevő informatikai cégek számára.

Egy évvel a Macintosh Plus után az Apple kiadta első színes kijelzős számítógépét, a Macintosh II-t. Michael Dhuey és Brian Berkeley mérnökök Jobs előtt titokban kezdtek el dolgozni ezen a modellen. Határozottan ellenezte a színes Macintoshokat, nem akarta elveszíteni a monokróm kép eleganciáját. Ezért a projekt csak a vállalat menedzsmentjének változásával nyert teljes támogatást, és megrázta az egész PC-piacot.

Nemcsak a 13 hüvelykes színes képernyő és a 16,7 millió szín támogatása vonzotta magához, hanem a moduláris architektúra, a továbbfejlesztett SCSI interfész és az új NuBus busz is, amely lehetővé tette a hardverkomponensek készletének megváltoztatását (mellesleg Steve ezzel szemben is).

Oktatási szoftverek története: személyi számítógépek és virtuális tanárok fejlesztése
Részletek: Ransu /PD

A több ezer dolláros árcédula ellenére a számítógépek évről évre közelebb kerültek a fogyasztókhoz, legalábbis a funkciók és a képességek szintjén. Már csak olyan programokat kellett létrehozni, amelyek ezen a csodálatos hardveren futnak.

Virtuális tanárok

Az új számítógépek vitákat váltottak ki az oktatási rendszer egészét érintő problémákról. Néhányan arról beszéltek, hogy lehetetlen minden tanulót elérni egy zsúfolt osztályteremben. Mások kiszámolták, mennyi időbe telt a tesztek elvégzése és ellenőrzése. Megint mások a tankönyveket és kézikönyveket kritizálták, amelyek frissítése szép fillérbe került, és évekig tartott.

Másrészt egy „elektronikus tanár” több ezer diákkal dolgozhatna egyszerre, és mindegyikük 100%-ban megkapná a figyelmét. A tesztek automatikusan generálhatók, az edzésprogram pedig egy gombnyomással frissíthető. Arról nem is beszélve, hogy így szubjektív értékelések és kiegészítések nélkül is lehetne az anyagot bemutatni, mindig abban a formában és terjedelemben, amit a szakértői közösség jóváhagyott.

Oktatási szoftverek története: személyi számítógépek és virtuális tanárok fejlesztése
Részletek: Jared Craig /unsplash.com

A 90-es évek elején az iskolai tanulóknak egy új generációs oktatási szoftvert kínáltak - azzal kezdték el az algebrát tanulni Algebra kognitív oktató и Gyakorlati algebra oktató (PAT), és a fizika - azzal DIAGNOSZTORI. Ez a szoftver nem csak az ismeretek felmérésére adott lehetőséget, hanem segítséget is nyújtott a tananyag elsajátításához. Ám az ilyen termékeket az oktatási folyamatokhoz igazítani nem volt olyan egyszerű – az új szoftver különbözött elődjeitől, és más tanítási módszereket igényelt – a fejlesztők azt akarták, hogy az iskolások ne zsúfolják össze az anyagot, hanem megértsék.

„Minden középiskolás diák használja a matematikát a mindennapi életben, de kevesen kötik tapasztalataikat az „iskolai” matematikához” – indokolták a PAT alkotói. „[Virtuális] osztályainkban mini-projekteken dolgoznak, például összehasonlítják az erdők növekedési ütemét a különböző időszakokban. Ez a feladat arra kényszeríti őket, hogy a meglévő adatok alapján jóslatokat készítsenek, megtanítja őket elemezni a halmazok közötti kapcsolatokat, és minden jelenséget leírni a matematika nyelvén.”

A szoftverfejlesztők hivatkoztak az Országos Matematikatanári Tanács javaslataira, amelyek 1989-ben azt javasolták, hogy ne kínozzák a diákokat hipotetikus problémákkal, hanem a tantárgy tanulásának gyakorlati szemléletét alakítsák ki. Az oktatás hagyományőrzői kritizálták az ilyen újításokat, de 1995-re az összehasonlító tanulmányok bebizonyították a gyakorlati feladatok integrálásának hatékonyságát – az új szoftverrel ellátott órák 15%-kal növelték a tanulók teljesítményét a végső teszteken.

De a fő probléma nem az volt, hogy mit kell tanítani, hanem az, hogy a 90-es évek elejének programozói hogyan tudtak párbeszédet kialakítani az elektronikus tanárok és diákjaik között?

Emberi beszélgetés

Ez akkor vált lehetségessé, amikor az akadémikusok szó szerint fogaskerekekre bontották az emberi párbeszéd mechanikáját. Munkáikban a fejlesztők említik Jim Minstrel (Jim Minstrell), aki megalkotta a tanítás aspektusmódszerét, eredményeit a kognitív pszichológia és tanuláspszichológia területén. Ezek az eredmények lehetővé tették számukra, hogy olyan rendszereket tervezzenek, amelyek évtizedekkel az intelligens chatbotok előtt támogatni tudják a „beszélgetést” – visszajelzést adnak a tanulási folyamat részeként.

Így a leírás A fizika e-tanár, az AutoTutor szerint „pozitív, negatív és semleges visszajelzést adhat, teljesebb válaszra késztetheti a tanulót, segíthet a megfelelő szó felidézésében, tippeket és kiegészítéseket adhat, javíthat, válaszolhat a kérdésekre és összefoglalhatja a témát”.

„Az AutoTutor egy sor kérdést kínál, amelyekre öt-hét frázisban lehet válaszolni” – mondták az egyik fizikatanító rendszer megalkotói. — A felhasználók először egy szóval vagy néhány mondattal válaszolnak. Program segít a tanulónak feltárni a választ, adaptálva a problémafelvetést. Ennek eredményeképpen kérdésenként 50-200 párbeszédsor van.”

Oktatási szoftverek története: személyi számítógépek és virtuális tanárok fejlesztése
Részletek: 1AmFcS /unsplash.com

Az oktatási megoldások kidolgozói nem csupán az iskolai tananyag ismeretét biztosították számukra – az „igazi” tanárokhoz hasonlóan ezek a rendszerek nagyjából a tanulók tudásszintjét reprezentálták. „Megértették”, ha a felhasználó rossz irányba gondolkodik, vagy egy lépésre volt a helyes választól.

"A tanárok tudják, hogyan válasszák meg a megfelelő tempót a hallgatóság számára, és találják meg a megfelelő magyarázatot, ha látják, hogy a hallgatók zsákutcába jutottak." писали DIAGNOSER fejlesztők. „Ez a képesség alapozza meg a Minstrel-aspektus módszert (face-based instruction). Feltételezzük, hogy a tanulók válaszai egy adott tantárgy mély megértésén alapulnak. A tanárnak ellenérvekkel vagy ellentmondások bemutatásával kell felidéznie a helyes gondolatot, vagy ki kell küszöbölnie a rosszat.”

Ezek közül a programok közül sok (DIAGNOSER, Atlas, AutoTutor) még mindig működik, több generációs fejlődésen ment keresztül. Mások új neveken születtek újjá – például a PAT egészéből sorozat oktatási termékek közép- és középiskolák, főiskolák és felsőoktatási intézmények számára. Felmerül a kérdés: miért nem váltották még fel a tanárokat ezek a nagyszerű megoldások?

A fő ok természetesen a pénz és a hosszú távú tervezés bonyolultsága az ilyen szoftverek oktatási folyamatba történő integrálása szempontjából (a programok életciklusának figyelembevételével). Ezért az elektronikus tanárok és tanárok ma rendkívül érdekes adalék, amelyet az egyes iskolák és egyetemek bemutathatnak. Másrészt a 90-es évek végén és a 2000-es évek elején bekövetkezett fejlemények nem tűnhettek el egyszerűen. Ilyen technológiai alappal és az internet által megnyílt kilátásokkal az oktatási rendszerek csak növekedni tudtak.

A következő években az iskolai tantermek falait vesztették, az iskolások és a diákok (majdnem) megszabadultak az unalmas előadásoktól. Elmondjuk, hogyan történt ez egy új habratópiában.

Nálunk a Habré:

Forrás: will.com

Hozzászólás