Začátek vývoje programovaného učení je velmi často spojován se jmény B. F. Skinnera a S. L. Presseyho. Za vznik programovaného učení je označován rok 1954. Tehdy na vědecké konferenci v Pittsburgu vystoupil profesor psychologie Harwardské univerzity B. F. Skinner se zajímavou přednáškou na téma Věda o učení a umění učit se. K zakladatelům programovaného učení je též oprávněně řazen profesor psychologie S. L. Pressey, který již v roce 1920 sestrojil testovací stroj na objektivní testování inteligence a zjistil, že jeho stroj nejen testuje, ale i učí. Tento objev nenašel v jeho době širšího uplatnění. V 60. letech došel Skinner k závěru, který Presseyho objev znovu vynesl na světlo, ale jako vyučovací stroj k programovanému učení. Stroje tohoto typu byly jednoúčelové, cenově nákladné a obtížně programovatelné na to, aby jimi mohla být realizována výuka v různých oborech.
90. léta s sebou přinášejí mohutný rozmach výpočetní techniky, která se uplatňuje ve všech odvětvích moderního života. S tímto rozvojem souvisí i vybavování škol a výchovných zařízení počítači. Počítače na školách primárně slouží k zabezpečení výuky výpočetní techniky, ve které je hlavním cílem, aby žáci zvládli obsluhu počítače a práci s některými uživatelskými programy. Výpočetní techniku, kterou jsou školy vybaveny, je však možné využít i jako prostředek pro výuku ostatních předmětů. Počítač tedy může sloužit jako vyučovací stroj. Na rozdíl od prvních vyučovacích strojů propagovaných Presseym se nejedná o jednoúčelová zařízení, ale o univerzální prostředek, který dovoluje realizaci programovaného učení v kombinaci s hypertextem a multimédii.
Programované učení má následující základní principy:
Programovaná výuka mohla být v době svého hlavního rozmachu (60. léta) realizována pouze formou programovaných učebnic, popř. programovaných učebních textů bez použití výpočetní techniky. Výpočetní technika byla v této době používána prakticky výlučně pro vědeckotechnické výpočty a pro úlohy hromadného zpracování dat, vysoké náklady na její pořízení znemožňovaly její využití pro výchovně vzdělávací účely.
Při studiu pomocí programovaných učebnic se objevovaly mnohé problémy, které toto studium znesnadňovaly. Mezi ně patří například poměrně komplikované "skrývání" odpovědí jednotlivých kroků, se kterým se potýkaly všechny typy programů. Dále potom u programů s kontrolními a rozšiřujícími kroky nebo u adaptivních větvených programů musel student, aby se dostal na patřičné místo v programu a mohl tak pokračovat dále, často v učebnici dlouze listovat. Obě tyto nepříjemnosti lze velmi efektivně vyřešit právě pomocí hypertextu, kdy odpovědi na jednotlivé kroky programů mohou být zpřístupňovány pomocí hypertextových odkazů. Podobným způsobem je možné vyřešit i procházení učebním programem.
Dalším problémem původní koncepce Skinnerova programovaného učení je také poměrně komplikovaný začátek programu v oborech, kde student ještě nemá žádné počáteční znalosti, ze kterých by mohl vycházet a na jejichž základě by mohl řešit úkoly prvních kroků programu. Dosti velkou nevýhodou klasických programovaných učebnic byl požadavek, aby student programem procházel postupně a postupně tak získával nové poznatky. Značně komplikované je její použití v okamžiku, kdy čtenář v daném oboru již určité znalosti má a požaduje vyhledání jen určitých pro něj nových informací.
Na druhé straně programovaná výuka má své nesporné výhody a její základní principy popsané v první části tohoto článku je možné s úspěchem aplikovat i dnes, a to za pomoci moderní výpočetní techniky. Díky této technice je možné využít vlastností hypertextu a podstatným způsobem eliminovat zmíněné nevýhody programované výuky.
Po výše uvedené analýze je možné navrhnout následující způsob pro vytváření elektronických učebnic. Při jejich realizaci je nezbytné mít na zřeteli, že hypertextový systém je velmi vhodný při vyhledávání doplňujících informací. To znamená, že pokud čtenář má již v daném oboru osvojené určité znalosti a požaduje jen jejich doplnění, poskytuje hypertext optimální možnost, protože jejich zpřístupnění bývá zpravidla rychlejší než u běžné knihy v tištěné podobě.
Tato vlastnost je velmi užitečná. Nepostačuje však v okamžiku, kdy čtenář (začínající student) nemá v oboru téměř žádné nebo dokonce vůbec žádné znalosti. Je to způsobeno tím, že hypertextové systémy jsou ve většině případů pojaty jako velká množina vzájemně propojených uzlů a není předem dána žádná doporučená posloupnost, ve které by student měl tyto uzly pročítat. Toto způsobuje, že studentovi dlouho trvá, než se v takovém systému zorientuje a získá nějakou počáteční množinu znalostí. Navržení optimálního postupu při vysvětlování nové látky pak může být komplikované i pro samotného pedagoga a mnohdy vyžaduje jeho dlouhou a velmi pečlivou přípravu na výuku.
Protože, jak bylo experimentálně dokázáno, čtení z obrazovky monitoru počítače je pomalejší a způsobuje rychleji čtenářovu únavu, než je tomu při studiu z tištěných materiálů, bývá mnohdy nutné, aby student neměl k dispozici pouze hypertextový systém v elektronické podobě, ale i jeho převedení do tištěné podoby. Vytištění hypertextového systému vyžaduje jeho převedení do lineární podoby. (Tento úkol může být obecně, v případě nevhodně navrženého hypertextového systému, netriviálním až téměř nerealizovatelným úkolem.) Nutnost vytištění takovéhoto systému je také nezbytná, uvážíme-li, že ne vždy je možné výuku provádět přímo u počítačů.
Proto elektronická učebnice, která je realizována jako hypertextový systém, se snaží ponechat si výhodu hypertextových systémů a přitom si zachovat vlastnosti běžné učebnice. Takovouto učebnici je také možné velmi jednoduše doplnit o rysy programované výuky, která zde může uplatnit své nesporné výhody a zároveň nebude působit rušivě pro čtenáře, který chce systém používat jako klasickou knihu.
Elektronická učebnice, která může sloužit jako jeden z vyučovacích prostředků v moderním vyučovacím procesu, je realizována ve dvou rovinách:
Toto řešení hypertextové učebnice dovoluje práci několika způsoby a záleží pouze na čtenáři (v případě samostudia) a na učiteli (v případě vyučovacího procesu), který z nich zvolí.
Doporučeným způsobem práce při výuce je úvodní vysvětlení látky probírané v určité kapitole a poté přechod na výukový program. Výukové programy jsou sestaveny tak, aby procházely látku ve stejné posloupnosti informací, jaká je použita v odpovídající kapitole. Díky tomuto přístupu je eliminována skutečnost, že při prvních krocích programu nemá student ještě žádné (nebo jen minimální) vstupní znalosti. Je totiž možné předpokládat, že po vysvětlení (pečlivém prostudování) kapitoly již student látku z určité části zvládl a výukový program mu pak slouží jako vhodný prostředek pro ověření si svých znalostí, popř. zjištění svých neznalostí s možností jejich okamžitého doplnění.
Díky skutečnosti, že výukové programy jsou odděleny do zvláštní roviny učebnice, je možné, aby takováto publikace byla využívána i čtenáři, kteří příslušný obor přímo nestudují a nemají zájem aktivně procházet výukové programy. Protože učebnice uvnitř jednotlivých uzlů může obsahovat nejrůznější křížová propojení na libovolné jiné uzly, je zachováno i rychlé zpřístupnění jedné konkrétní informace, které je charakteristické pro běžné hypertextové systémy.
V případě elektronických učebnic vytvořených podle tohoto modelu je možné jednoduchým způsobem provádět i jejich aktualizaci, jež je nezbytná zejména u oborů, které se velmi rychle vyvíjejí a ve kterých se neustále objevují nové a nové poznatky (např. výpočetní technika, elektronika a další)
Při realizaci každého hypertextového systému a tedy i elektronické učebnice, která má být vytvořena podle zásad uvedených v předchozí kapitole, je nezbytné zvolit vhodný nástroj k jejímu vytvoření. Při volbě takového nástroje pro tvorbu hypertextu by v případě elektronických učebnic měla být zohledněna následující kritéria:
Po pečlivém zvážení těchto požadavků lze dospět k závěru, že jako velmi vhodný prostředek pro vytváření elektronických učebnic se jeví jazyk HTML (Hypertext Markup Language). Jazyk HTML sám o sobě poskytuje dostatečně silný prostředek pro vytvoření učebnice obsahující text, obrázky a křížové odkazy. Jeho možnosti mohou být dále rozšířeny použitím Java Appletů, které dovolí i přehrávání animací, videosekvencí zvukových záznamů, dokonalejší interakci se čtenářem a mnohé další. Při použití těchto prvků je však nutné mít na paměti, že tyto rysy už mohou existovat pouze v elektronické podobě a jejich vytištění již nebude možné.
Skutečnost, že učebnice je zapsána v jazyce HTML, dovoluje také její šíření prostřednictvím celosvětové sítě Internet. Toto je podstatné zejména v oborech, které se velmi rychle vyvíjejí a kde je riziko, že až vyjde klasická učebnice, nebude již obsahovat nejnovější poznatky z daného oboru.
Zanedbatelné nejsou ani otázky ekonomické, protože materiály obecně jsou v dnešní době poměrně drahé a škola mnohdy nedisponuje takovými finančními prostředky, aby mohla zakoupit odbornou publikaci pro celou třídu (popř. více tříd). Pokud dochází k rychlému zastarávání takovýchto informací, je situace ještě mnohem kritičtější. Jako vhodné řešení se v takové situaci nabízí právě elektronická učebnice, která může být vystavena prostřednictvím Internetu. Pak stačí, aby si vyučující před začátkem roku (pololetí, semestru) provedl lokální kopii (zrcadlení) učebnice a poté může podle ní začít vyučovat. Je už pouze na něm, jak dále tento materiál zpřístupní svým studentům. Jako progresivní se jeví řešení, kdy učebnice je vystavena na lokální počítačové síti školy, odkud si ji mohou studenti zpřístupnit. V okamžiku, kdy učitel uzná za vhodné, aby učebnice existovala i v tištěné formě, není nijak složité provést postupné vytištění jejích jednotlivých (vybraných) kapitol. Je velice vhodné, aby učebnice byla instalována na počítačích, které jsou připojeny do Internetu, protože jsou v ní uvedeny odkazy na Internetové zdroje, které dovolují studentovi vyhledání dalších informací relevantních pro probírané téma. U škol, které dosud nemají přístup k Internetu, je možné provádět šíření učebnice na nějakém paměťovém médiu.
Při volbě média, na kterém bude učebnice uložena, je opět nutné zvážit několik kritérií:
Po zvážení těchto požadavků je možné říci, že jako vhodné médium pro distribuci elektronických učebnic je možné použít nosič CD-ROM. Je to médium s dostatečnou kapacitou (650 MB), jehož cena je velmi nízká a čtecí mechanika je osazena téměř v každém modernějším počítači. Trochu horší je situace se zapisovací mechanikou, která ještě není úplně běžnou záležitostí. Nevýhoda, že CD-ROM je médium určené pouze pro čtení, je dostatečně kompenzována jeho nízkou cenou. V budoucnosti je možné očekávat, že pro šíření takových materiálů se budou používat některá z modernějších médií, která dnes jsou buď velmi drahá nebo těžko dostupná (např. CD-RW, DVD a jiné).
Jako příklad elektronické učebnice byla napsána učebnice Architektura počítačů PC, která slouží jako základní učební materiál pro výuku předmětů Osobní počítače a Architektura počítačů na Fakultě informatiky Masarykovy univerzity. Tato je dostupná pomocí sítě Internet na adrese: http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/TITLE.HTML
předchozí článek
