教育软件的诞生及其历史:从机械机器到第一台计算机

今天,教育软件是一套用于开发学生某些技能的应用程序。 但是这种系统第一次出现是在一百多年前-从不完善的机械“教育机器”到第一台计算机和算法,工程师和发明家已经走了很长一段路。 我们将告诉您更多有关此的信息。


照片: crabchick / CC BY

最初的实验是成功的,但不是很成功


教育软件始于19世纪末。 长期以来,导师和书籍仍然是知识的主要来源。 教育过程使教师花费了太多时间,有时结果令人望而却步。

工业革命的成功使许多人得出了显而易见的结论:如果用机械教学机器代替老师,您可以更快,更有效地培训学生。 然后,教育性的“传送带”将使您以更少的时间培训专家。 今天,试图机械化这一过程的尝试似乎很幼稚。 但是正是这种“教育蒸汽朋克”成为了现代技术的基础。

美国的Alcyon Skinner(Halcyon Skinner)于1866 年获得了用于研究语法的机械设备的第一项专利。 汽车是一个有两个窗户的盒子。 在其中一个中,学生看到了图纸(例如,一匹马)。 在第二个窗口中,他使用按钮键入了对象的名称。 但是系统没有纠正错误,也没有执行验证。

1911年,耶鲁大学的心理学家赫伯特·奥斯汀·艾金斯(Herbert Austin Aikins)申请了一种用于教授算术,阅读和拼写的装置的专利。 该学生在一个特殊的木箱中将三个木块与卷曲的切口组合在一起。 这些框描述了例如简单算术示例的元素。 如果正确选择了数字,那么在骰子的上部将形成正确的答案( 图2 )。

1912年,美国心理学家爱德华·李·索恩迪克(Edward Lee Thorndike)在《教育》一书中为新型和更成功的自动化教学方法奠定了基础。 他认为教科书的主要缺点是学生不得不自己动手。 他们可能不注意重点,或者在不掌握旧资料的情况下继续学习新知识。 Thorndike提出了一种根本不同的方法:一本“机械书”,其中仅在正确完成前几部分后才打开以下部分。


图片: Anastasia Zhenina / Unsplash.com

在Thorndike的体积工作中,对该设备的描述用了不到一页的时间 ,他没有以任何方式详细说明他的考虑事项。 但这足以使俄亥俄州大学教授西德尼·普雷西(Sidney Pressey)受心理学家的启发而设计一种训练系统-1924年的自动教师。 在机器的鼓上,学生看到了一个问答选项。 通过单击四个机械键之一,他选择了正确的一个。 滚筒滚动后,设备“建议”以下问题。 此外,计数器还记录了正确尝试的次数。

1928年,Pressy 获得了一项发明专利,但并未完全实现Thorndike的想法。 自动老师不能教书,但可以快速测试知识。

继悉尼出版社之后,许多发明家开始设计新的“学习机”。 他们结合了19世纪的经验,Thorndike的思想和新世纪的技术。 直到1936年,美国为“训练机” 颁发了700项不同的专利。 但是第二次世界大战开始后,该领域的工作被暂停,取得重大成就要等待将近20年。

弗雷德里克·斯金纳训练机


1954年,剑桥大学教授伯瑞斯·弗雷德里克·斯金纳(Burrhus Frederic Skinner)制定了语法,数学和其他学科研究的基本原理。 这个概念称为程序学习理论。

它指出,训练设备的主要组件应该是一个严格的程序,其中包含用于研究和验证材料的元素。 学习过程本身是循序渐进的-学生在学习所需的主题并回答控制问题之前不会走得更远。 同年,Skinner推出了用于学校的“学习机”。

将问题打印在纸质地图上,并在一个特殊的窗口中逐帧显示。 学生在设备的键盘上输入答案。 如果答案正确,则汽车在地图上打了一个洞。 斯金纳系统与其类似物的区别在于,在第一个系列问题之后,学生再次仅收到他无法回答的问题。 存在未解决的问题时,重复该循环。 因此,该设备不仅测试了知识,还教了学生。

不久,该车投入批量生产。 如今,Skinner的发明被认为是第一台可以将教育心理学的理论研究结果与当时的技术创新相结合的设备。

40年的PLATO系统


基于编程学习的理论,1960年,刚刚从伊利诺伊大学获得学位的26岁的工程师Donald Bitzer 开发了PLATO(用于自动教学操作的程序逻辑)计算机系统。

PLATO终端连接到大学大型机ILLIACI。 它们的显示是一台普通电视,并且用户键盘上只有16个导航键。 大学生可以学习几门主题课程。


照片: Aumakua / PD /键盘PLATO4

PLATO的第一个版本是实验性的,并且存在重大局限性:例如,只有两个用户同时使用它的功能才出现在1961年(在PLATO II的更新版本中)。 1969年,工程师引入了一种特殊的编程语言TUTOR ,不仅用于教学材料的开发,还用于游戏的开发。

PLATO有所改进,1970年,伊利诺伊大学与Control Data Corporation签订了协议。 该设备进入了商业市场。

六年后,已有950个终端与PLATO合作,在许多大学学科中,课程总数为1.2万学时。

今天不使用该系统-它在2000年被关闭。 但是,负责终端升级的PLATO学习组织(现为Edmentum)正在开发培训课程。

“机器人可以教育我们的孩子吗?”


随着60年代新教学技术的发展,批评也开始了-主要是在流行的美国媒体上。 报纸和杂志的头条,例如“学习机:是福还是祸?”。 怀疑论者的主张归结为三个主题。

首先,在美国学校普遍缺乏人员的背景下,缺乏对教师的方法和技术培训。 其次,设备成本高,培训课程少。 因此,其中一个地区的学校花费了5,000美元(对于当时来说是一笔巨款),之后他们发现没有足够的材料来进行全面的培训。

第三,专家们担心教育的非人性化。 太多的爱好者表示,将来将不需要老师。

进一步的发展表明,这种担忧是徒劳的:教师们没有变成沉默的计算机助手,设备和软件的成本降低了,教材的数量增加了。 但这仅发生在20世纪80年代至90年代,当时出现了新发展,使PLATO的成功蒙上了阴影。

下次我们将讨论这些技术。



关于我们在Habré上写的其他内容:



Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN476160/


All Articles