プログラム学習

プログラム学習（またはプログラム指導）は、学習者がうまく学習できるように支援する研究に基づいたシステムです。この方法は、さまざまな応用心理学者や教育者による研究に基づいています。^[1]

学習教材は、教科書や教育用機械、コンピューターなどの形で提供されます。この媒体は、教材を論理的かつテスト済みの順序で提示します。テキストは、小さなステップまたは大きなチャンクに分かれています。各ステップの後に、学習者は理解度をテストするための質問を受けます。その後、すぐに正解が表示されます。つまり、学習者はすべての段階で回答し、結果がすぐにわかるのです。^{[2] [3]}

プログラム学習を予期して、エドワード・L・ソーンダイクは1912 年に次のように書いています。

もし、機械的な創意工夫の奇跡によって、1 ページ目で指示されたことを実行した人にのみ 2 ページ目が表示されるように本を構成できるとしたら、現在は個人指導が必要な多くの作業が印刷によって処理できるようになります。

— エドワード・L・ソーンダイク『教育：最初の本』^{[4] [5]}

しかし、ソーンダイクは自分のアイデアを何もしなかった。最初のそのようなシステムは、1926年にシドニー・L・プレッシーによって考案された。 ^{[6] [7]}「最初の... [ティーチングマシン] はシドニー・L・プレッシーによって開発された... もともとは自己採点マシンとして開発されたが... [それは] 実際に教える能力があることを実証した。」^[8]

第二次世界大戦では、軍隊の大部分が徴兵制だったため、訓練に重点が置かれていた。そこで学んだことは、戦後の教育と訓練に影響を与えた。主な方法の1つは、集団訓練方法として映画を使用することだった。訓練用映画の有効性に関する研究は、広範囲に行われた。 ^{[9] [10] [11] [12]}ある報告では、ラムズデインは、映画に関する研究は「1918年頃から現在まで」（つまり1962年）続いたと述べている。^[13]

調査からいくつかの結論が浮かび上がりました。まず、映画は状況や作戦の概要を伝えるのに優れています。しかし、細部を伝えるのはあまり得意ではありません。映画 (そして後にテレビ) の一般的な特徴がいくつか際立っています。1 つは、映画が独自のペースで進むことです。もう 1 つは、視聴者に特定の反応や行動が求められないことです。3 つ目は、視聴者が多様で、時には非常に多様であることです。これは、教育用映画を改善する方法のヒントとなります。

1946年にイェール大学で行われた実験では、心臓と循環に関する映画の間に学生への質問が挿入され、学生が回答した後に正解が与えられました（結果の知識）。これにより、映画から学ぶ量が大幅に増加しました。ラムズデインは、質問と回答のあるバージョンを見せることは、映画を2回見せるのと同じくらい効果的であり、より速いとコメントしました。^{[1] 612 [14]}

この実験とプレッシーの実験とのつながりは明らかだった。学習者の積極的な反応と活動に対する有益なフィードバックは、あらゆる学習システムの成功に欠かせない要素とみなされるようになった。プレッシーの研究は半ば忘れられていたが、今では重要なものとして認識されている。^[15]

映画から学ぶことについてすでに多くの研究が行われてきたのに、プログラム学習はいったい何を加えたのだろうか。簡単に答えると「刺激制御」であり、これは広義には教材そのものを意味する。また、プログラム学習では、以下の段階を含む完全なシステムが提案された。^{[16] [17]}

1. コースの目的は客観的かつ測定可能な言葉で述べられています。
2. 事前テストが実施されるか、または初期動作が示されます。
3. 事後テストが提供されます。
4. 材料は試行され、結果に応じて修正されました（開発テスト）。
5. 材料は、あらかじめ決められたスキーム（刺激制御）に従って構築されます。
6. 材料は適切な手順で配置されます。
7. 学習者は積極的に反応する必要があります（必ずしも公然と反応する必要はありません）。
8. 回答を確認するための手配（結果の把握）が行われます。
9. 教育媒体は、主題と生徒に適しています。
10. 教材は自分のペースで学習したり、学習者に合った方法で提示したりできます。

さまざまなプログラミング手法についての有益な議論はクラウスによってなされた。^[18]

他にも 3 つまたは 4 つのシステムが提案されていましたが、ここでは最もよく知られている 2 つの方法について説明します。

一つは、アメリカ空軍の心理学者ノーマン・クラウダーによるものである。彼は航空機整備員の訓練を調査するよう依頼されていた。 ^[19]クラウダーのシステムは、テキストに複数の選択肢の質問を設定し、それぞれの選択肢に対してフィードバックを提供するというものだった。^{[20] [21] [22]}この方法の例では、質問で提示された選択肢は、学生が犯しそうな間違いをカバーするように選ばれていることが示されている。^{[3] [19]}クラウダーが「本質的プログラミング」と呼んだシステムは、複数の選択肢があることから「分岐プログラミング」としてよく知られていた。

よりよく知られているのは、行動主義者 B.F. スキナーが提唱したプログラム学習のもう 1 つのスタイルです。スキナーは、伝統的な教授法に対して非常に効果的な批判を行いました。^[23]彼のプログラム学習のスキームでは、典型的な行動主義的手法で「強化スケジュール」の一部として教材を提示します。スキナーの行動主義理論のプログラムされたテキストは、彼のアイデアを実際に実行した最も完全な例です。 ^[24]スキナーのシステムは、その活動が連続したテキストの中に配置されているため、一般に「線形計画法」と呼ばれています。次の一節からわかるように、スキナーは自分のアイデアを巧みに宣伝していました。

「やるべきことは簡単です。その課題は具体的に述べられます。必要な技術はわかっています。装備は簡単に用意できます。文化的な惰性以外には何も障害はありません...私たちは、人間の科学的研究が人間の最大の利益のために活用される、刺激的で革命的な時代の入り口に立っています。教育はその役割を果たさなければなりません。教育は、教育実践の抜本的な見直しが可能であり、避けられないという事実を受け入れなければなりません...」^[25]

どちらの方法も最初は機械で発表され、後に書籍の形で発表されました。どちらのシステムもある程度は生徒中心でした。自分のペースで学習する個々の学習者を教える方法でした。どちらのシステムも（異なる方法で）結果の知識を使用して学習を促進しました。^{[1] p619 [26]}どちらのシステムでも、問題を特定して解決するために、コンテンツは事前にテストされました。どちらのシステムも明確な学習目標を重視していました。学習の進歩は、同等の難易度の事前テストと事後テストによって測定されました。多くの実践的なテストで、これらの方法の有効性が示されました。^[27]

これらのアイデアの多くは、オープンラーニング（オープン大学を参照）やコンピュータ支援学習など、他の教育分野でも取り入れられ、利用されました。^{[28] [29]}

プログラム学習の考え方は、セサミストリートの研究開発を行った子どもテレビワークショップに影響を与えました。発達テストの使用は、プログラム学習のまさに特徴でした。個々のプログラムを小さなチャンクに分割することも、プログラム学習の特徴です。^{[30] [31]}

ブルーズ・クルーズではさらにそれが当てはまる。^{[32] [33]}エピソードの3分の1をテストしたセサミストリートとは異なり、 ^[34]ブルーズ・クルーズの研究チームは、ヘッドスタートプログラム、公立学校、私立のデイケアセンターなどの就学前環境で2歳から6歳の子供たちを対象に、すべてのエピソードを3回フィールドテストした。テストには、コンテンツ評価、ビデオ評価、コンテンツ分析の3つの段階があった。 ^{[33] 182}パイロット版のテストは、ニューヨーク市全体で3歳から7歳までの100人以上の子供たちを対象に実施され、^{[32] 21}繰り返し視聴するごとに若い視聴者の注意力と理解力が高まることが示された。^[34]

「プログラムされた学習」と「プログラムされた訓練」という用語は、その原理と方法がほぼ同じであるため、互換性がありました。^[35]対象者が産業または軍事の場合、研究者はプログラムされた訓練という用語を使用しました。これは、訓練予算がその研究を支援していたためです。しかし、学校や大学では、その研究はプログラムされた学習として説明されることが多かったです。

多くの報告では、研究に支払われる利子に応じて、どちらか一方または両方の用語が使用されていました。研究者によっては、両方の用語を明示的な代替として使用することがありました。^[36]一部の調査では、用語の1つだけを使用することが標準化されていました。^[37]

おそらく唯一の違いは、「ターミナル行動」（学習者が何を学んだかを示す最終テスト）がどのようにして決定されるかということだった。訓練では、目標はタスク分析^[38]またはクリティカルインシデント テクニックと呼ばれるプロセスによって決定された。これは、訓練を受けた人が実行できるはずの重要な活動に基づいていた。教育活動では、ターミナル テストの決定はそれほど確固とした根拠がなかった。ある学派、おそらく大多数の学派は、教育目標のかなり漠然とした記述を、「このプログラムの終了時には、学生は次のことができるようになる必要があります...」のような本格的な行動記述に変えることにした。^[39]ロバート メイガーのパンフレットは、これを行う方法を示したため影響力があった。^[40]これは一部の科目ではうまく機能したが、限界もあった。^[41]一般的に、教育者は、行動のリストが教えようとしていることをどの程度まで捉えているかについて疑問を抱いている。科目によって基本的な目的は大きく異なるが、プログラム学習が科目に適していた場合、ほとんどのフィールド トライアルで肯定的な結果が得られた。

日常口頭言語と数学プログラムであるサクソンメソッドは、反復を重視したプログラムされた指導の具体的な実施例である。^[42]

プログラム学習を用いた有名な書籍としては、Lisp / Schemeテキスト『The Little Schemer 』 ^[43] 、『Bobby Fischer Teaches Chess ^{』 [44]} 、『Engineering Mathematics』^{[45] （}ケン・ストラウド著） 、海軍大学院のロバート・D・ストラムとジョン・R・ワード著『Laplace Transform Solution Of Differential Equations: A Programmed Text』^[46]などがある。市販されている外国語の読解教科書でもプログラム学習が用いられているものがいくつかある。^{[47] [48] [49]}

最近、プログラムされた指導原理の応用がコンピュータプログラムの訓練に応用されました。^{[50] [51] [52]}

• ソクラテス式

• lrs.ed.uiuc.edu のページ