Die Geschichte der Lernsoftware: die Entwicklung von PCs und virtuellen Lehrern

Der vorherige Teil unserer Geschichte endete an der Kreuzung der 80er und 90er Jahre. Zu diesem Zeitpunkt kühlten sich die Lehrer etwas zu Computern ab. Es wurde geglaubt, dass nur Programmierer sie wirklich brauchten. In vielerlei Hinsicht wurde diese Meinung gebildet, weil die PCs dieser Zeit aus Sicht der Benutzererfahrung nicht ausreichend zugänglich waren und die Lehrer nicht immer über die Fähigkeiten verfügten, sie im Bildungsprozess anzupassen und anzuwenden.

Als das Potenzial des PCs voll ausgeschöpft und für den Laien verständlicher, bequemer und attraktiver wurde, begann sich die Situation zu ändern, auch auf dem Gebiet der Lernsoftware.


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"Iron" Usability


Es war das erste Apple-Modell mit einem SCSI-Peripheriebus (Small Computer Systems Interface, ausgesprochen „Tale“), mit dem verschiedene Geräte an einen Computer angeschlossen werden konnten: von Festplatten über Laufwerke bis hin zu Scannern und Druckern. Solche Ports sind auf allen Apple-Computern bis zum 1998 erschienenen iMac zu sehen.

Die Idee, die Benutzerfähigkeiten zu erweitern, ist der Schlüssel zum Macintosh Plus. Dann bot das Unternehmen Bildungseinrichtungen Rabatte für ein spezielles Modell an - den Macintosh Plus Ed, und Steve Jobs lieferte aktiv Ausrüstung an Schulen und Universitäten und setzte sich gleichzeitig für Steueranreize für IT-Unternehmen ein, die an solchen Projekten beteiligt waren.

Ein Jahr nach dem Macintosh Plus brachte Apple seinen ersten Vollfarbcomputer auf den Markt, den Macintosh II. Die Ingenieure Michael Dewey (Michael Dhuey) und Brian Berkeley (Brian Berkeley) begannen heimlich vor Jobs mit der Arbeit an diesem Modell. Er war kategorisch gegen den Farb-Macintosh und wollte nicht die Eleganz eines monochromen Bildes verlieren. Das Projekt erhielt daher erst mit einem Wechsel in der Geschäftsführung volle Unterstützung und erschütterte den gesamten PC-Markt.

Es überzeugte nicht nur mit seinem 13-Zoll-Farbdisplay und der Unterstützung von 16,7 Millionen Farben, sondern auch mit einer modularen Architektur, einer verbesserten SCSI-Schnittstelle und dem neuen NuBus-Bus, mit dem sich die Hardwarekomponenten ändern ließen (Steve war übrigens auch dagegen).


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Trotz des Preises von mehreren tausend Dollar rückten Computer jedes Jahr näher an die Verbraucher heran, zumindest was Funktionen und Fähigkeiten anbelangt. Das einzige, was übrig blieb, war, Programme zu erstellen, die auf all dieser großartigen Hardware funktionieren würden.

Virtuelle Lehrer


Neue Computer haben Diskussionen über die Probleme des gesamten Bildungssystems ausgelöst. Einige sprachen über die Unmöglichkeit, jeden Schüler in einer überfüllten Klasse anzusprechen. Andere errechneten den Zeitaufwand für die Durchführung und Überprüfung von Kontrollarbeiten. Wieder andere kritisierten Lehrbücher und Handbücher, deren Aktualisierung einen schönen Cent kostete und jahrelang dauerte.

Andererseits könnte ein „elektronischer Lehrer“ mit Tausenden von Schülern gleichzeitig lernen und jeder von ihnen würde 100% seiner Aufmerksamkeit erhalten. Tests könnten automatisch generiert werden, das Trainingsprogramm - per Knopfdruck aktualisiert. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass es möglich wäre, das Material ohne subjektive Einschätzungen und Ergänzungen immer in der von der Expertengemeinschaft genehmigten Form und Menge zu präsentieren.


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In den frühen 90er Jahren wurde den Schülern eine neue Generation von Lernsoftware angeboten - sie begannen, Algebra mit dem Algebra Cognitive Tutor und Practical Algebra Tutor (PAT) und Physik mit DIAGNOSER zu studieren . Diese Software bot nicht nur die Möglichkeit, das Wissen zu bewerten, sondern half auch beim Erlernen von Material aus Schulungsprogrammen. Die Anpassung solcher Produkte an Bildungsprozesse war jedoch nicht so einfach - die neue Software unterschied sich von ihren Vorgängerprogrammen und erforderte andere Lehrmethoden - die Entwickler wollten, dass die Schüler das Material nicht stopfen, sondern verstehen.

„Alle Gymnasiasten verwenden Mathematik im Alltag, aber nur wenige verbinden ihre Erfahrungen mit„ Schulmathematik “, so die Erfinder von PAT. - In unseren [virtuellen] Klassen arbeiten sie an Miniprojekten, indem sie beispielsweise die Waldwachstumsraten für verschiedene Zeiträume vergleichen. Diese Aufgabe zwingt sie, Vorhersagen auf der Grundlage vorhandener Daten zu treffen, Beziehungen zwischen Mengen zu analysieren und alle Phänomene in der Sprache der Mathematik zu beschreiben. “

Softwareentwickler verwiesen auf die Vorschläge des Nationalen Rates der Lehrer für Mathematik, der 1989 empfahl, die Schüler nicht mit hypothetischen Problemen zu quälen, sondern einen praktischen Ansatz für das Studium des Faches zu finden. Bildungstraditionisten kritisierten solche Neuerungen, aber bis 1995 bewiesen vergleichende Abschnitte die Wirksamkeit der Integration praktischer Aufgaben - Klassen mit neuer Software erhöhten die Wirksamkeit der Schüler im Abschlusstest um 15%.

Das Hauptproblem bestand jedoch nicht darin, was zu unterrichten war, sondern darin, wie Programmierer in den frühen 90er Jahren einen Dialog zwischen elektronischen Lehrern und ihren Schülern herstellen konnten.

Menschliches Gespräch


Dies wurde möglich, als Wissenschaftler die Mechanismen des menschlichen Dialogs buchstäblich in Zahnräder zerlegten. In ihren Autoren erwähnen die Entwickler Jim Minstrell, der eine Aspektmethode des Lehrens, Leistungen auf dem Gebiet der kognitiven Psychologie und der Psychologie des Lernens bildete. Diese Erkenntnisse ermöglichten es ihnen, Systeme zu entwerfen, die Jahrzehnte vor Smart-Chat-Bots eine „Konversation“ unterstützen - Feedback als Teil des Lernprozesses geben.

In der Beschreibung des elektronischen Lehrers für Physik sagt AutoTutor, dass er in der Lage ist, „positives, negatives und neutrales Feedback zu geben, den Schüler zu einer vollständigeren Antwort zu bewegen, beim Erinnern des richtigen Wortes zu helfen, Tipps und Ergänzungen zu geben, zu korrigieren, Fragen zu beantworten und das Thema zusammenzufassen ".

"AutoTutor bietet eine Reihe von Fragen, die mit fünf bis sieben Phrasen beantwortet werden können", sagten die Entwickler eines der Systeme für den Physikunterricht. - Zuerst antworten Benutzer mit einem Wort oder einigen Sätzen. Das Programm hilft dem Schüler, die Antwort zu enthüllen und die Aussage des Problems anzupassen. Infolgedessen entfallen auf eine Frage 50 bis 200 Dialognachbildungen. “


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Die Entwickler von Unterrichtslösungen stellten ihnen nicht nur Schulmaterial zur Verfügung - wie „lebende“ Lehrer entsprachen diese Systeme in etwa dem Wissensstand der Schüler. Sie "verstanden", wenn der Benutzer in die falsche Richtung denkt oder einen Schritt von der richtigen Antwort entfernt ist.

„Lehrer können das richtige Tempo für ihr Publikum wählen und die richtige Erklärung finden, wenn sie sehen, dass die Schüler stillstehen“, schrieben die Entwickler von DIAGNOSER. - Es ist diese Fähigkeit, die der Minnesängeraspektmethode (facettenbasierte Anweisung) zugrunde liegt. Es wird davon ausgegangen, dass die Antworten der Studierenden auf ihren gründlichen Vorstellungen zu einem bestimmten Thema beruhen. "Der Lehrer muss die richtige Idee heraufbeschwören oder ihn mit Hilfe von Gegenargumenten oder durch den Nachweis von Widersprüchen von der falschen befreien."

Viele dieser Programme (DIAGNOSER, Atlas, AutoTutor) funktionieren noch, nachdem sie die Evolution mehrerer Generationen durchlaufen haben. Andere werden unter neuen Namen wiedergeboren - zum Beispiel hat PAT eine ganze Reihe von Bildungsprodukten für Gymnasien, Hochschulen und Universitäten entwickelt. Die Frage ist, warum diese großartigen Lösungen die Lehrer bisher nicht ersetzt haben.

Der Hauptgrund ist natürlich das Geld und die Komplexität der langfristigen Planung im Hinblick auf die Integration solcher Software in den Bildungsprozess (unter Berücksichtigung des Lebenszyklus der Programme selbst). Daher bleiben elektronische Lehrer und Lehrer heute eine äußerst interessante Ergänzung, die einzelne Schulen und Universitäten zeigen können. Andererseits könnten die Entwicklungen Ende der 90er und Anfang der 2000er Jahre nicht einfach eine Kluft sein. Mit einer solchen technologischen Basis und den Aussichten, die das Internet eröffnete, konnten die Bildungssysteme nur wachsen.

In den folgenden Jahren verloren Schulklassen ihre Mauern, während Schulkinder und Schüler (fast) langweilige Vorlesungen abschafften. Wie das passiert ist, erzählen wir in einer neuen Habratopika.


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Source: https://habr.com/ru/post/de481462/


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