Dziś oprogramowanie edukacyjne to zestaw aplikacji do rozwijania określonych umiejętności u studentów. Jednak po raz pierwszy takie systemy pojawiły się ponad sto lat temu – inżynierowie i wynalazcy przeszli długą drogę od nieudolnych mechanicznych "maszyn edukacyjnych" do pierwszych komputerów i algorytmów. Opowiemy o tym więcej.
Zdjęcie: / CC BY
Pierwsze eksperymenty – udane i nieudane
Oprogramowanie edukacyjne ma swoje początki pod koniec XIX wieku. Przez długi czas głównymi źródłami wiedzy pozostawali nauczyciele i książki. Proces edukacyjny pochłaniał zbyt dużo czasu nauczycieli, a wyniki często pozostawiały wiele do życzenia.
Sukcesy rewolucji przemysłowej doprowadziły wielu do, jak wówczas się wydawało, oczywistego wniosku: można szybciej i efektywniej uczyć studentów, zastępując nauczycieli mechanicznymi maszynami edukacyjnymi. Wówczas edukacyjny "taśmociąg" pozwoliłby przygotowywać specjalistów przy mniejszych nakładach czasowych. Dziś próby mechanizacji tego procesu wydają się naiwne. Jednak to właśnie ten "edukacyjny steampunk" stał się podstawą nowoczesnych technologii.
Pierwszy patent na mechaniczne urządzenie do nauki gramatyki w 1866 roku amerykanin Halcyon Skinner. Maszyna była pudełkiem z dwoma okienkami. W jednym z nich uczeń widział rysunki (na przykład, konia). W drugim oknie za pomocą przycisków wprowadzał nazwę obiektu. System jednak nie poprawiał błędów i nie wykonywał weryfikacji.
W 1911 roku urządzenie do nauki arytmetyki, czytania i pisowni opatentował psycholog Herbert Austin Aikins z Uniwersytetu Yale. Uczeń łączył trzy drewniane bloki o figurach wyciętych w specjalnym drewnianym pudełku. Na tych blokach przedstawiane były, na przykład, elementy prostego zadania arytmetycznego. Jeśli figury były odpowiednio dopasowane, to w górnej części płytek formowała się poprawna odpowiedź ().
W 1912 roku amerykański psycholog położył fundamenty pod nowe i bardziej udane zautomatyzowane metody nauczania (Edward Lee Thorndike) w książce „Edukacja”. Uważał, że główną wadą podręczników jest to, że uczniowie zostają pozostawieni sami sobie. Mogą nie zwrócić uwagi na istotne kwestie lub, nie przyswoiwszy wcześniejszego materiału, przejść do nauki nowego. Thorndike zaproponował zasadniczo inne podejście: „mechaniczną książkę”, w której kolejne rozdziały otwierają się dopiero po odpowiednim przejściu wcześniejszych.
Zdjęcie: / Unsplash.com
W obszernym dziele Thorndike'a opis urządzenia zajmował , swoje przemyślenia nie szczegółowo zdefiniował. Ale wystarczyło to, aby w 1924 roku profesor Uniwersytetu Ohiu Sidney Pressey, zainspirowany pracą psychologa, system do nauki — Automatic Teacher. Na bębnie maszyny uczeń widział pytanie i opcje odpowiedzi. Naciskając jeden z czterech mechanicznych przycisków, wybierał poprawną odpowiedź. Po tym bęben się obracał, a urządzenie „proponowało” następne pytanie. Ponadto, licznik odnotowywał liczbę prawidłowych prób.
W 1928 roku Pressey uzyskał patent na wynalazek, jednak zrealizował pomysł Thorndike'a nie w pełni. Automatic Teacher nie mógł uczyć, ale pozwalał szybko przetestować wiedzę.
W ślad za Sidneyem Presseyem wielu wynalazców rozpoczęło projektowanie nowych „uczących maszyn”. Łączyli oni doświadczenia XIX wieku, pomysły Thorndike’a oraz technologie nowego stulecia. Do 1936 roku w USA 700 różnych patentów na „uczące maszyny”. Ale potem rozpoczęła się II wojna światowa, prace w tej dziedzinie zostały wstrzymane, a istotnych osiągnięć trzeba było czekać prawie 20 lat.
Maszyna do nauki Fredericka Skinnera
W 1954 roku profesor Uniwersytetu Cambridge Burrhus Frederic Skinner sformułował podstawowe zasady nauki gramatyki, matematyki i innych przedmiotów. Koncepcja jako teoria programowanego uczenia się (programmed learning).
Głosi ona, że głównym komponentem urządzenia edukacyjnego powinna być ścisła program, zawierająca elementy do nauki i kontrolowania materiału. Sam proces uczenia się jest stopniowy — uczeń nie przechodzi dalej, dopóki nie opanuje potrzebnego tematu i nie odpowie na pytania kontrolne. W tym samym roku Skinner przedstawił „maszynę edukacyjną” do użytku w szkołach.
Pytania były drukowane na kartach papierowych i wyświetlane „klatka po klatce” w specjalnym oknie. Uczeń wpisywał odpowiedź na klawiaturze urządzenia. Jeśli odpowiedź była poprawna, maszyna robiła dziurkę w karcie. System Skinnera różnił się od analogów tym, że po pierwszej serii pytań uczeń otrzymywał ponownie tylko te, na które nie potrafił odpowiedzieć. Cykl powtarzał się, dopóki pozostały nierozwiązane zadania. W ten sposób urządzenie nie tylko testowało wiedzę, ale także uczyło studentów.
Wkrótce maszynę wprowadzono do produkcji seryjnej. Dziś wynalazek Skinnera uważany jest za pierwsze urządzenie, które udało się połączyć wyniki teoretycznych badań w psychologii pedagogicznej z ówczesnymi nowinkami technologicznymi.
System PLATO, istniejący przez 40 lat
Opierając się na teorii programowanego uczenia, w 1960 roku 26-letni inżynier (Donald Bitzer), który właśnie uzyskał stopień na Uniwersytecie Illinois, system komputerowy PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operations).
Terminale PLATO były podłączone do uniwersyteckiego mainframe'a . Ich wyświetlaczem był zwykły telewizor, a na klawiaturze użytkownika znajdowało się tylko 16 klawiszy do nawigacji. Studenci uniwersytetu mogli uczyć się z kilku tematycznych kursów.
Zdjęcie: / PD / Клавиатура PLATO4
Pierwsza wersja PLATO była eksperymentalna i miała poważne ograniczenia: na przykład możliwość jednoczesnej pracy dla dwóch użytkowników pojawiła się dopiero w 1961 roku (w zaktualizowanej wersji PLATO II). A w 1969 roku inżynierowie zaprezentowali specjalny język programowania do opracowywania nie tylko materiałów edukacyjnych, ale także gier.
PLATO rozwijało się, a w 1970 roku Uniwersytet Illinois podpisał umowę z firmą Control Data Corporation. Urządzenie trafiło na rynek komercyjny.
Po sześciu latach z PLATO działało już 950 terminali, a całkowita liczba kursów wynosiła 12 000 godzin nauki z wielu przedmiotów uniwersyteckich.
Dziś system nie jest już używany — został zamknięty w 2000 roku. Jednak sama organizacja PLATO Learning (obecnie Edmentum), odpowiedzialna za promocję terminali, opracowuje kursy edukacyjne.
„Czy roboty mogą uczyć nasze dzieci?”
Wraz z rozwojem nowych technologii edukacyjnych w latach 60. rozpoczęła się też krytyka — głównie w popularnej prasie amerykańskiej. Nagłówki w gazetach i czasopismach, takie jak „Maszyny edukacyjne: błogosławieństwo czy przekleństwo?” mówiły same za siebie. krytyków koncentrowały się na trzech głównych tematów.
Po pierwsze, chodziło o niewystarczające przygotowanie metodyczne i techniczne nauczycieli w obliczu ogólnego braku kadr w amerykańskich szkołach. Po drugie, wysokie koszty sprzętu i niewielka liczba kursów edukacyjnych. Tak, szkoły w jednym z okręgów wydały 5000 dolarów (ogromną sumę jak na tamte czasy), po czym odkryły, że brakuje materiałów do pełnowymiarowego nauczania.
Po trzecie, ekspertów niepokoiła możliwa dehumanizacja edukacji. Zbyt wielu entuzjastów mówiło o tym, że w przyszłości nauczyciele będą zbędni.
Dalszy rozwój wydarzeń pokazał, że obawy były bezpodstawne: nauczyciele nie stali się milczącymi pomocnikami komputerów, koszty sprzętu i oprogramowania malały, a liczba materiałów edukacyjnych rosła. Ale to miało miejsce dopiero w latach 80-90 XX wieku, kiedy pojawiły się nowe rozwiązania, które przyćmiły sukcesy PLATO.
O tych technologiach opowiemy następnym razem.
O czym jeszcze piszemy na Habrze:
Źródło: habr.com
