Предпосылки возникновения и история развития электронных обучающих систем

Предпосылки возникновения и история развития электронных обучающих систем

О.Ю. Лазарева,

аспирант кафедры ИСиМТ

В современном обществе информационные технологии играют огромную роль. Они используются во всех областях и сферах жизни общества. Обучение с применением информационных компьютерных технологий называется электронным обучением (англ. е-learning). Этот термин начал употребляться сравнительно недавно - только во второй половине 90-х годов XX века [9]. Некоторые авторы смешивают понятие электронного обучения или образования с термином «дистанционное образование», однако данное объединение терминов не вполне корректно.

Понятие «дистанционное образование» обозначает образование, при котором субъект образования физически удален от педагога. Дистанционное образование возникло задолго до появления вычислительных машин. Его родоначальником стал Исаак Питман, который в 1840 году в Великобритании начал обучать стенографии по почте [4].

Компьютеры и Всемирная сеть значительно расширили возможности дистанционного образования, и именно поэтому термины дистанционного и электронного образования стали использовать как синонимы. Тем не менее, под электронным образованием более корректно понимать образование с применением информационных технологий, вне зависимости, осуществляется ли доставка электронного учебного материала учащемуся, территориально удаленному от преподавателя или же этот материал используется в классе для поддержки учебного процесса в очном образовании.

Настоящая статья имеет цель - рассмотрение истории возникновения и развития электронных обучающих систем.

76

В связи с наличием большого числа терминов и определений в области электронного образования [1], определим понятие «электронная обучающая система» (ЭОС) следующим образом: это специальное программное обеспечение, предназначенное для поддержки образовательного процесса.

Появление обучающих машин и электронного образования было предсказано в 1912 году Эдвардом Ли Торндайком, известным американским психологом и педагогом, в его книге «Образование: первая книга» (англ. Education: A First Book) [8].

Первым устройством для автоматизации обучения считается «Автоматический педагог» (англ. Automatic Teacher), изобретенный в 1924 году в Государственном университете Огайо профессором по педагогической психологии Сидни Пресси [20]. Оно было разработано для того, чтобы студенты могли самостоятельно упражняться и тестировать себя с помощью вопросов с выбором одного правильного ответа из нескольких предложенных.

Обучающая машина, разработанная Пресси, напоминала пишущую машинку с окошком, в котором показывался вопрос и четыре варианта ответа. Пользователь должен был нажать на кнопку, соответствующую правильному варианту ответа. Когда был дан правильный ответ, машина увеличивала значение на специальном счетчике на единицу и показывала следующий вопрос [17].

Пресси показал, что подобная автоматизация способствует лучшему обучению, так как ученик получает незамедлительный отклик устройства и может работать с ним в подходящем ему темпе. Он писал: «Обучающие машины являются уникальными среди учебных пособий, так как студент не просто пассивно слушает, смотрит или читает, но и активно отвечает. И, как только он отвечает, он сразу узнает, правилен его ответ или нет» [6].

Большое влияние на Пресси оказал Торндайк. Пресси стремился реализовать в своем изобретении законы Торндайка. Например, в одной из версий его обучающей машины пользователь должен был дважды ответить на вопрос правильно, прежде чем он был бы засчитан. Это попытка использовать закон упражнения и закон эффекта Торндайка [21]. Согласно закону упражнения, ассоциации стимул-отклик укрепляются через повторение. Закон эффекта, в свою очередь, утверждает, что вероятность повторения ответа, как правило, регулируется его следствием или эффектом в виде вознаграждения или наказания [21]. Таким образом, когда ученик повторяет правильный ответ, он лучше запоминает материал как благодаря самому механическому процессу повторения, так и благодаря тому, что осознание того, что ученик дал правильный ответ, приводит к положительным эмоциям и усиливает эффект запоминания.

77

Пресси был уверен, что его изобретение приведет к «индустриальной революции» в образовании [7]. Однако этой революции помешала Великая депрессия. Разработки в области образовательных технологий были отложены вплоть до окончания Второй мировой войны.

Американский психолог и изобретатель, профессор Гарвардского университета Беррес Фредерик Скиннер, который продолжил разработку обучающих машин, считал, что во времена Пресси мир был еще не готов к подобным устройствам, поэтому большого успеха они не добились. Также он отмечал, что машины Пресси были не столько обучающими машинами, сколько тестирующими [21].

Другим пионером в области обучающих машин можно считать Мильтона Эзра ЛаЗертэ, директора Школы Образования Альберт-ского университета. В 1929 году он разработал план устройства, которое назвал «проблемный цилиндр» (англ. problem cylinder) [18]. Это механическое устройство должно было предлагать учащемуся задачу и оценивать его ответ, оценивать предпринятые для решения задачи шаги.

Разработку обучающих машин продолжил упомянутый ранее Беррес Фредерик Скиннер. В 1954 году он начал проведение серии исследований, направленных на улучшение методов обучения орфографии, математике и другим школьным предметам с помощью механических устройств. Поскольку нельзя обеспечить каждому ученику индивидуального репетитора, Скиннер разработал теорию программированного обучения (англ. programmed instruction или programmed learning) - метода обучения, которое должно было реализовываться обучающими машинами [26].

В основе программированного обучения лежит идея работы учащегося по некой программе (поэтому оно и называется программированным), в процессе выполнения которой, он овладевает знаниями. Программированное обучение - это попытка формализации процесса обучения с целью устранения субъективного фактора непосредственного общения преподавателя с учащимися [12].

В том же 1954 году Скиннер разработал «Обучающую машину» (англ. Teaching Machine) для использования в школах. Она представляла собой комбинированную систему из обучающих и тестирующих элементов, которые постепенно проводили учащегося через учебный материал [26].

Через шесть лет, после того как Скиннер разработал свою обучающую машину, в 1960 году ее аналог был запущен в массовое производство. Группа психологов из Teaching MachinesInc. разработала целую серию учебных курсов для самообучения на основе теории программированного обучения Скиннера. Вместе с известным издательством образовательной литературы Grolier они выпустили на рынок обучающую машину Min-Max с большим количеством курсов для нее, начиная от математики и электроники и заканчивая иностранными языками.

78

Следует отметить, что описанные машины, как машина Прес-си, так и машина Скиннера, и машина Min-Max, во многом полагались на честность учащихся, и от этого зависела их эффективность. Они подходили скорее для самообучения при наличии мотивировки. Доверять их результатам при контроле знаний в учебных заведениях было бы некорректно. Однако подобные машины - это трудосберегающие устройства, так как программа обучения, написанная однажды, теоретически может использоваться бесконечным числом учащихся. Поэтому роль теории программированного обучения особо возросла с дальнейшим развитием компьютерных технологий и электронного обучения [12].

Также, говоря о первом этапе развития электронного образования, о его истоках, когда оно еще не было как таковое «электронным» и реализовывалось при помощи механических обучающих машин, следует отметить первое адаптивное обучающее устройство, запущенное в массовое производство в 1956 году, - это устройство SAKI (англ. Self-Adaptive Keyboard Instructor - самоадаптирующийся инструктор по работе на клавиатуре). Это устройство было разработано Гордоном Паском и Робином Мак-Киннон-Вудом. Оно позволяло пользователям изучать и тренировать навыки работы на клавиатуре и адаптировалось к уровню успеваемости учащегося - если этот уровень увеличивался, устройство ускоряло темы обучения и уменьшало поддержку [15].

Идеи, первые попытки реализации которых приходятся на 1920-1950 годы, нашли свое развитие в различных системах электронного образования. Это и идея автоматизированного тестирования (машины Пресси), и теория программированного обучения Скиннера, и идея адаптивного обучения (устройство SAKI).

Компьютерное обучение (англ. computer-based training), то есть обучение с использованием компьютерных средств, возникло в 1960 году, когда в Университете Иллинойса в США была разработана система PLATO (англ. Programmed Logic for Automated Teaching Operations -Программный алгоритм для автоматизированных операций преподавания). PLATO стала первой электронной обучающей системой.

В 1959 году физик Чалмерс Шервин предложил создать в Университете Иллинойса компьютеризированную систему обучения. В результате разработкой проекта занялся лаборант Дональд Битцер, который сейчас считается отцом системы PLATO. В 1960 году первая версия системы (PLATO I) стала доступна на компьютере ILLIAC I. Через год, в 1961 году была разработана вторая версия системы [10].

Примерно в 1965 году был создан язык TUTOR. Изначально он разрабатывался Полом Тенсзаром как специальный язык для авторской разработки учебных курсов в электронном образовании, но впоследствии эволюционировал в язык программирования общего назначения. Гибкость языка TUTOR в сочетании с вычислительными

79

мощностями системы PLATO позволили использовать TUTOR не только как эффективный механизм разработки и поддержки учебных курсов, но и для других целей, например, разработки компьютерных игр и симуляторов [24]. Новая, третья версия системы PLATO позволяла любому пользователю создавать учебные модули с использованием языка TUTOR.

К 1972 году была разработана следующая версия системы -PLATO IV, включающая ряд инноваций. Специально для PLATO IV был разработан плазменный дисплей. Данный дисплей включал инфракрасную сенсорную панель, которая позволяла студентам отвечать на вопросы, касаясь пальцем экрана. Помимо этого нововведения, также появилась возможность подключения к терминалам PLATO IV периферийных устройств, например музыкального синтезатора Gooch Synthetic Woodwind, который позволял озвучивать учебные курсы. С помощью данного устройства можно было обучать музыке. Позже был создан специальный синтезатор речи Votrax. Таким образом, PLATO IV стала первой системой с расширенными мультимедийными возможностями [10].

PLATO IV позволяла включать в курсы текст, графику и анимацию, что делало курсы еще нагляднее и привлекательнее. Благодаря использованию языка TUTOR была возможность передавать данные между различными пользователями. На основе этого стали создаваться программы для чатов, а также был разработан первый многопользовательский авиасимулятор.

Система PLATO использовалась по всему миру в течение 40 лет. Функции, впервые появившиеся в системе PLATO IV, такие как графика и анимация, звуковое сопровождение, неклавиатурные устройства ввода, включая сенсорный экран, стали неким стандартом в образовательном программном обеспечении [11].

Другая система, которая стояла у истоков развития компьютерного обучения, - это система TICCIT (англ. Time-shared, Interactive, Computer-Controlled Information Television - Интерактивное, управляемое компьютером информационное телевидение с разделением по времени). Система TICCIT была разработана в 1968 году корпорацией MITRE как интерактивное кабельное телевидение. В декабре 1971 года Национальный научный фонд США заключил с MITRE контракт о развитии системы TICCIT как системы электронного образования для местных колледжей [23]. В итоге было разработано большое число учебных курсов по множеству предметов.

Интересно, что система TICCIT была основана на языке управляющих команд учащегося, позволяющих пользователям (студентам) управлять последовательностью представления учебного материала и развитием обучающих стратегий [23].

Системы PLATO и TICCIT являлись пионерами в области компьютерного образования [11]. Во времена их разработки и начала экс-

80

плуатации еще не было персональных компьютеров. Они работали на суперкомпьютерах, вроде ILLIACI, или миникомпьютерах, вроде Data General Nova, с подключенными терминалами, за которыми работали студенты.

К началу 1980-х годов доступность персональных компьютеров привела к повышению интереса к образовательному ПО и, в частности, к образовательным играм. Ключевыми компаниями на тот период были Broderbund и The Learning Company, которая впоследствии купила Broderbund [11].

В 1983 году Массачусетский технологический институт анонсировал «Проект Афина» - пятилетнюю инициативу изучения возможностей использования компьютеров в процессе обучения. Через пять лет МТИ сделал систему Афина своей академической компьютерной инфраструктурой [17]. Помимо «Проекта Афина», за два года было начато 60 подобных проектов [16]. Многие увидели перспективы, которые открывает использование компьютеров, как в дистанционном образовании, так и для поддержки учебного процесса в очном образовании.

В 1984 году были заложены основы двух самых популярных в 1980-е годы авторских систем (англ. authoring systems) разработки электронных учебных курсов: ToolBook и TenCORE [17]. Также корпорация Computer Teaching (CTC) выпустили сетевую систему Computer Managed Instruction System, которая предоставляла пользователям различные уровни доступа (автор, администратор или студент), другими словами являлась системой управления обучением [17].

В 1990 году также были заложены основы двух, в будущем популярных систем управления обучением: FirstClass и TrainingPartner.

Таким образом, можно отметить, что с момента внедрения персональных компьютеров, системы электронного обучения продолжили и ускорили свое развитие. Выпускались как образовательные игры, так и программы для разработки электронных учебных курсов и, собственно, сами эти электронные курсы.

Для доступа к удаленным учебным курсам и организации общения между преподавателями и учащимися продолжала использоваться Всемирная сеть Интернет, применявшаяся еще во времена развития системы PLATO. Использование сети Интернет в электронном обучении обеспечивает интерактивное взаимодействие участников образовательного процесса через открытые каналы доступа.

Активное развитие образовательных программ в начале и середине 1990-х годов стало возможным благодаря достижениям в области компьютерной техники, особенно в развитии аппаратных средств. Все чаще стали использоваться мультимедийные технологии: текстовая информация сопровождалась аудио, видео и графикой. Средством распространения и доставки образовательного контента до учащихся чаще

81

всего выступали CD-диски, а впоследствии и DVD-диски. Выпускались всевозможные электронные энциклопедии и тестирующие программы.

Следующий шаг в развитии электронного образования был сделан в 1990-е годы с появлением и развитием Всемирной паутины. Она стала все больше привлекать внимание как среда для размещения электронных учебных курсов. Применение веб-технологий в образовательном процессе сначала базировалось на сервисах общего назначения (электронная почта, веб-сайты с образовательным контентом, видеоконференции и т. п.). Затем стали появляться сервисы, объединяющие разные функции электронного обучения. Их дальнейшая эволюция привела к созданию концепции виртуальных учебных сред (англ. Virtual Learning Environments) [3].

Виртуальная учебная среда или образовательная платформа - это система электронного обучения, основанная на веб-технологиях, которая как бы моделирует традиционное очное образование, предоставляя эквивалентный виртуальный доступ к занятиям, тестам, домашним работам и другим образовательным ресурсам [25]. Это также среда, где учащиеся и преподаватели могут общаться через форумы и чаты. Использование современных информационных технологий позволяет создать единое рабочее пространство для преподавателей, учащихся и администрации.

Для упрощения процесса разработки и публикации электронных учебных курсов используются системы электронного образования, которые представляют собой автоматизированные, основанные на веб-технологиях, системы управления обучением (СУО) и позволяют быстро создавать и публиковать курсы, создавать и проводить тестирования, просматривать статистику успеваемости. Системы управления обучением позволяют реализовать концепции виртуальной учебной среды. Можно выделить системы управления обучением (англ. Learning Management Systems - LMS) и системы управления содержанием обучения (англ. Learning Content Management System - LCMS). Хотя некоторые авторы подчеркивают различие этих типов систем, [3] и LMS, и LCMS позволяют автоматизированно разрабатывать электронные учебные курсы, управлять содержанием курсов и отслеживать результаты обучения, автор не будет акцентировать внимание на их различиях.

В 1997 году Дэн Кейн и Стивен Гилфус организовали компанию CourseInfo LLC. В том же году они выпустили ряд программ для электронного обучения, в том числе генератор сайтов для учебных курсов, генератор экзаменов и опросов, а чуть позже они представили интерактивную учебную сеть (англ. Interactive Learning Network - ILN). Она стала первой в своем роде системой управления обучением, которая использовала реляционную базу данных MySQL, применяющуюся сейчас в системах электронного образования повсеместно [17].

82

В 1998 году CourseInfo LLC объединилась с компанией Blackboard LLC. Эти компании сформировали корпорацию Blackboard Inc., которая быстро стала одной из самых прибыльных среди компаний, занимающихся электронным образованием на рынке высшего образования. К тому моменту, когда Blackboard Inc. стала публичной в 2004 году, их программное обеспечение было установлено более чем в 3700 образовательных учреждениях более чем в 60 странах мира. Сейчас Blackboard Inc. является мировым лидером среди коммерческих продуктов в сфере электронного образования [13].

Развитие электронного обучения (и в особенности веб-обучения) и рост интереса к нему привели к созданию инициативной группы ADL (англ. Advanced Distributed Learning), которая в 1999 году начала разработку стандарта SCORM (англ. Sharable Content Object Reference Model - Эталонная модель объектов содержимого для совместного использования), являющегося в настоящее время одним из наиболее известных стандартов в сфере электронного обучения. Этот стандарт объединил и улучшил созданные ранее стандарты и создал четкую модель распространения образовательного материала.

Стандарт SCORM содержит требования к организации как учебного материала, так системы электронного обучения в целом. Он позволяет обеспечить возможность многократного использования компонентов учебных курсов: учебный материал представляется в виде блоков, которые могут быть включены в различные учебные курсы. При жестком соблюдении стандарта SCORM все элементы обучающих программ (обучающие материалы) будут функционально совместимы со всеми придерживающимися данного стандарта системами управления обучением. Многие современные системы придерживаются требований стандарта SCORM, например, такие как Moodle, Sakai, ATutor, ILIAS и другие [22].

Названные выше системы управления обучения, в отличие от продуктов Blackboard Inc., являются программным обеспечением с открытым кодом. Проект ILIAS развивается с 1998 года, Moodle - с 1999 года, ATutor - с 2002, Sakai - с 2005.

Согласно сравнительному исследованию платформ для организации электронного обучения с открытым кодом [5], в 2005 году лидером, среди данных платформ, являлась система Moodle. Вокруг данной системы сложилось огромное интернет-сообщество, которое занимается ее дальнейшим развитием [2].

Таким образом, с развитием Всемирной «паутины» изменился принцип построения электронных обучающих систем. Если раньше, говоря об электронном учебнике или обучающей системе, о средствах разработки этих учебников и систем, мы говорили о специальном программном обеспечении, то теперь большинство электронных учебных

83

курсов представляют собой веб-сайты, размещенные в сети Интернет. Даже системы разработки этих курсов сейчас представляют собой сайты, на которых преподаватель может в режиме онлайн создавать и редактировать курсы, просматривать статистику успеваемости, общаться с учащимися и так далее.

В последние годы наблюдается интерес к использованию облачных вычислений в электронном образовании. С применением облачных технологий можно создать частное облако учебного заведения и разместить систему управления обучением в нем.

Еще одной из тенденций является повышение интереса к массовым открытым онлайн курсам (англ. massive open online course -MOOC). Это открытые онлайн курсы, рассчитанные на большое количество участников со всего мира, доступные во Всемирной сети. Первые попытки создания подобных курсов были предприняты еще в 2008 году, а наибольшую известность получили курсы, организованные осенью 2011 года Стэндфордским университетом [19]. Сейчас Coursera (проект в сфере онлайн-образования, основанный профессорами Стэнфордского университета) сотрудничает более чем со 100 различными университетами со всего мира, чьи преподаватели разрабатывают онлайн курсы по различным предметам (на данный момент таких курсов больше 530 на нескольких языках. В проекте участвуют более 5 миллионов учащихся со всего мира [14].

Электронное образование становится все более масштабным и способствует глобализации. Оно позволяет всем желающим обогатить свои знания, изучая курсы ведущих мировых специалистов.

Подводя итог, можно сказать, что электронное образование прошло в своем развитии интересный путь. Его истоки можно найти в первых механических обучающих машинах, они были первыми попытками автоматизировать труд преподавателя. С появлением компьютеров появились и первые системы электронного образования. Создание персональных компьютеров дало новый толчок развитию электронного образования, а появление Всемирной «паутины» вывело его на новый уровень. Теперь преподаватель может разрабатывать электронные учебные курсы без использования какого-либо специализированного программного обеспечения, так как современные системы управления обучением представляют собой веб-сайты, доступ к которым можно получить через любой веб-браузер.

Доступность электронных образовательных ресурсов во Всемирной паутине расширяет возможности учащихся. Появление массовых открытых онлайн курсов увеличивает возможности и повышает качество самообучения. Таким образом, применение электронного образования может способствовать реализации концепции непрерывного обучения, то есть совершенствования своих знаний и навыков в течение всей жизни.

84

Библиографический список

1. Бовтенко М.А. Компьютерная лингводидактика : учеб. пособие для студентов-филологов / М.А. Бовтенко; Новосиб. гос. техн. ун-т. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2000. - C. 16-19.

2. Гильмутдинов А.Х. Электронное образование на платформе Moodle / А.Х. Гильмутдинов, Р.А. Ибрагимов, И.В. Цивильский. -Казань : КГУ, 2008. - С. 7-8.

3. Соловов А.В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология / А.В. Соловов. - Самара : Новая техника, 2006. -С. 263-267.

4. Analytical survey Distance Education for the Information Society: Policies, Pedagogy and Professional Development. - UNESCO Institute for Information Technologies in Education - Moscow, 2000. -P. 3-6.

5. Graf S. An evaluation of Open Source E-Learning Platforms Stressing Adaptation Issues / S. Graf, B. List // Proceedings of the Fifth IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. - 2005. -P. 163-165.

6. PresseyS.L. A simple apparatus which gives tests and scores -and teaches // School and Society. - 1926. - № 23. - P. 373-376.

7. Pressey S.L. A third and fourth contribution toward the coming «industrial revolution» in education // School and Society. - 1932. - № 36. -P. 668-672.

8. Thorndike EL. Education: A first book. - New York: Macmillan, 1912. - P. 165.

Электронные ресурсы

9. Казаков В.Г. Новосибирские страницы отечественной истории электронного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.computer-museum.ru/histsoft/ novosib_learning_sorucom_2011.htm. (Дата обращения: 24.04.2013).

10. Компьютерная система PLATO. [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/PLATO_(компьютерная_система). (Дата обращения: 24.04.2013).

11. Образовательное программное обеспечение. [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Образовательное_прог-раммное_обеспечение. (Дата обращения: 24.04.2013).

12. Программированное обучение. [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Программированное_обучение. (Дата обращения: 24.04.2013).

13. Blackboard Inc. [Электронный ресурс]. URL: http:// en.wikipedia.org/wiki/Blackboard_Inc. (Дата обращения: 24.04.2013).

14. Coursera. [Электронный ресурс]. URL: https://www. coursera.org. (Дата обращения: 24.04.2013).

85

15. GlanvilleR. Gordon Pask. [Электронный ресурс]. URL: http:/ /isss.org/projects/gordon_pask. (Дата обращения: 24.04.2013).

16. History of the LMS. [Электронныйресурс]. URL: http:// www.mindflash.com/learning-management-systems/history-of-lms. (Дата обращения: 24.04.2013).

17. LMS-Timeline. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.rockymountainalchemy.com/cudenver/INTE6750/Emergence/LMS-Timeline.html. (Дата обращения: 24.04.2013).

18. Milton Ezra LaZerte. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.melazerte.com/about/about.html. (Дата обращения: 24.04.2013).

19. MOOC. [Электронный ресурс]. URL: http://

en.wikipedia.org/wiki/MOOC. (Дата обращения: 24.04.2013).

20. Pappas Ch. The History of eLearning Infographic 2012. [Электронныйресурс]. URL: http://elearningindustry.com/subjects/general/ item/413-history-of-elearning-infographic-education-2012. (Дата обращения: 24.04.2013).

21. SidneyPressey. [Электронный ресурс]. URL: http:// faculty.coe.uh.edu/smcneil/cuin6373/idhistory/pressey.html. (Дата обращения: 24.04.2013).

22. SCORM. [Электронный ресурс]. URL: http://

ru.wikipedia.org/wiki/SCORM. (Дата обращения: 24.04.2013).

23. TICCIT. [Электронный ресурс]. URL: http://

en.wikipedia.org/wiki/TICCIT. (Дата обращения: 24.04.2013).

24. TUTOR (programming language). [Электронный ресурс]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/TUTOR_(programming_language). (Дата обращения: 24.04.2013).

25. Virtual learning environment. [Электронный ресурс]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_learning_environment. (Дата обращения: 24.04.2013).

26. Wleklinski N. Skinner's Teaching Machine and Programmed Learning Theory. [Электронный ресурс]. URL: http://people.lis.illinois.edu/ ~chip/projects/timeline/1954teaching_machine.html. (Дата обращения: 24.04.2013).

86