Новосибирские страницы отечественной истории электронного обучения

Казаков В.Г.

Говоря об истории информатики, прежде всего имеют ввиду историю развития ЭВМ, элементной базы, сетей, программирования. Тема электронного обучения представляется не вполне форматной, поскольку считается частной прикладной задачей, являющейся не более чем областью для упражнений теоретической информатики и практики информационных технологий. Тот факт, что в электронном обучении находят применение едва ли не все достижения информатики, кажется, только убеждает в верности данного тезиса. Впрочем, и сам термин достаточно нов для истории. В англоязычной традиции слово «e-learning» стало употребляться не ранее, чем во второй половине 90-х годов прошлого века, а в русском варианте – «электронное обучение» – появилось в веке нынешнем.

Однако не все так просто. То же программированное обучение, истоки которого относятся, как известно, к веку прошлому, с одной стороны интегрируется в понятие электронного обучения, а с другой стороны является заметной страницей общей компьютерной истории. Принижение значения идей электронного обучения в общем потоке информатизации не учитывает и то, что, по большому счету, информатика началась в 1943 году с манифеста «As We May Think» Вэнивера Буша, в котором речь идет не более и не менее как об электронном учебнике. В самом деле, было сказано: «Появятся новые виды энциклопедий, пронизанные сетью ассоциативных ссылок…». Вообще, применение вычислительной техники для целей обучения всегда давало особый импульс развитию информатики. На этой линии истории вычислительной техники мы можем обнаружить, что поиски Дугласа Энгельбарта очень тесно связаны с темой электронного обучения, а все прелести Mother Of All Demos – лишь плоды, подаренные нам основной темой. Чуть пристальнее рассматривая весь путь человечества к глобальному информационному пространству (взять хоть хрестоматию всемирной литературы Ксанаду Теда Нельсона или HyperCard от Apple Inc.) мы видим, что путь этот проходит под звездой электронного обучения. Воистину электронное обучение есть философский камень информатики.

Обращаясь к отечественным классикам, можно заметить то же исключительное внимание к вопросам на стыке информатики и образования. В знаменитом докладе А.П. Ершова «Программирование – вторая грамотность» на 3-й Всемирной конференции ИФИП и ЮНЕСКО по применению ЭВМ в обучении, состоявшейся в июле 1981, мы встречаем: «…грамотность и программирование не только выстраиваются в параллель, соединяясь мостиками аналогий, но и дополняют друг друга, формируя новое представление о гармонии человеческого ума» или «Методы и приемы активизации обучения с помощью ЭВМ неисчислимы: они ограничиваются только пределами нашей фантазии…»

Сегодня на Западе существует достаточно богатая традиция историографии и классических, корневых вопросов компьютерной истории и смежных вопросов, таких как электронное обучение. На «отечественном поле» в отношении ЭВМ и программирования в последние годы наблюдаются определенные подвижки, но история электронного обучения по-прежнему остается «белым пятном», которое еще ждет своего исследователя. В то же время, потребность в изучении отечественных страниц электронного обучения велика невероятно. Сегодня этот вопрос является смежным с вопросами сохранения своеобразия российской педагогической традиции и школы. Остается надеяться, что появятся исследования, позволяющие аккумулировать опыт предшествующих лет, чтобы на этой базе строить не всемирно усредненное, но национальное образовательное завтра…

Данная работа, однако, не претендует даже и на попытку такого историографического исследования. В ней автор, не беря на себя ответственность за точность соблюдения деталей и пропорций, хочет лишь обозначить факт существования в отечественной истории электронного обучения нескольких ярких страниц, свидетелем которых, а порой вовлеченным лицом, он был. Думается, что эти страницы небезынтересны для последующего пристального исследования.

Все, кто хоть сколько-нибудь знаком с историей отечественной информатики, знают о совершенно особой роли в ней Новосибирского Академгородка. Достаточно сказать, что и А.А. Ляпунов, и А.П. Ершов, юбилеи которых мы сегодня отмечаем, творили там. Энергетика Академгородка выходила далеко за пределы чистого академизма и прорывалась в каждом социально значимом направлении, в том числе и в образовании. Известно, что А.А. Ляпунов много сил отдал созданию физико-математической школы НГУ, породившей целое явление в образовательном пространстве СССР. Деятельность А.П. Ершова позволила ввести в учебную программу общеобразовательной школы новый предмет – информатику. Это существенно изменило все отечественное образование.

Усилия корифеев получили развитие в конце 80-х – начале 90-х годов на базе Новосибирского государственного университета. Появилось целое созвездие отечественных систем и проектов электронного обучения. Сегодня зачастую конец 70-х годов прошлого века трактуется как «годы застоя». Однако, оглядываясь на четверть века назад, можно только поражаться темпам разработок тех лет, темпам, которые кажутся невозможными и сегодня, когда вычислительная техника сделала столько гигантских шагов вперед.

В качестве первой из страниц истории хочется вспомнить о созданной в НГУ терминальной вузовской системе ТЕВУС. Сотрудниками НГУ было найдено исключительно удачное решение массовой компьютеризации университета. Основой рабочего места стала микро ЭВМ «Электроника 60» с адаптированной операционной системой RT-11. Каждый такой микрокомпьютер имел дисковое пространство на стоящей на университетском ВЦ мини ЭВМ «СМ ЭВМ», с которой был объединен сетью типа «Звезда». Это решало самую острую проблему настольных компьютеров тех лет, связанную с малыми скоростями и объемами накопителей на гибких дисках и недоступностью накопителей на жестких дисках. При этом каждое рабочее место было оснащено двумя дисплеями на базе бытовых телевизионных приемников: черно-белым алфавитно-цифровым и восьмицветным графическим (чуть позднее число цветов увеличилось до 256). Разработка ТЕВУС-а относится к 1982-1983 годам, а массовое создание в НГУ рабочих мест на этой платформе – к 1984-1985.

Такой уровень компьютеризации университета, по-видимому, превосходит все, что можно представить на тот момент в мире, включая и США! Для иллюстрации можно привести следующий факт. В 1987 году в СССР открывается американская выставка «Информатика в жизни США». Эта выставка демонстрировала успехи США в области вычислительной техники, а каталог выставки начинался с обращения к её посетителям самого президента США. Так вот, на обложку каталога, как самое яркое свидетельство достижений США в области информатики, был вынесен персональный компьютер Apple IIc, работавший на гибких дисках! Не случайно в 1987 году терминальная вузовская система ТЕВУС была удостоена Золотой медали на международной Лейпцигской ярмарке.

Система ТЕВУС прослужила Новосибирскому госуниверситету и отечественному образованию около десяти лет. За это время она была передана более чем в 150 вузов СССР от Владивостока и до Москвы, включая и МГУ.

На базе ТЕВУСА в НГУ сразу же стали появляться потоки разработок в области электронного обучения. Один из самых мощных и хорошо организованных потоков начался в 1985 году на кафедре общей физики физического факультета НГУ. Он был инициирован И.Н. Мешковым, в то время заведовавшим кафедрой. Первоначально программа имела название «Компьютер в учебном процессе», затем «Информатика в учебном процессе», и работавшая, по меньшей мере, до 1995 года.

Поражает широта охвата проблемы. Для иллюстрации можно привести такой факт. 1995 год. Проходит кафедральное совещание-семинар «Компьютеры в учебной лаборатории и лекционной работе». По результатам издается одноименный сборник тезисов с кратким изложением докладов (изд-во Новосибирского государственного университета, Новосибирск, 1995 г.). Из представленных в сборнике докладов, исключая обзорные и аналитические, видно, что 14 различных практических разработок, выполняемых, за редким исключением, различными творческими коллективами, посвящены автоматизации физических практикумов, развитию компьютеризированного рабочего места лектора, созданию электронных учебников и т.д. И это все работы только одной кафедры только одного факультета! При этом нужно сказать, что в связи с заявленной тематикой семинара на нём не были представлены работы, связанные с созданием компьютерных практикумов по различным физическим дисциплинам – едва ли не основное направление развития электронного обучения на ФФ.

Форма компьютерного практикума стала по-настоящему самобытной, обгоняющей время находкой, и такие практикумы в короткое время были созданы по основным курсам физики. Под компьютерными практикумами понимались программы, выполняющие моделирование различных физических явлений и систем, позволяющие оперативно проводить численные эксперименты и визуализировать полученные результаты.

Одним из первых таких практикумов стал компьютерный практикум по электродинамике. Постановщиками первых его задач стали сотрудники Института ядерной физики, преподаватели университета А.Е. Переведенцев и Ю.И. Эйдельман; автору же выпала честь быть первым программистом этого практикума. И сейчас возможность расставить, скажем, электрические заряды и моментально получить картину электростатического поля, весьма полезна для обучения – двадцать пять лет назад она казалась просто фантастической. Практикум из трех лабораторных работ – численных моделей был запущен в учебный процесс в 1986 году. До конца 80-х годов он активно развивался, пополнялся новыми программами и учебными заданиями, выполнявшимися на их базе, обогащался идеями многих преподавателей кафедры общей физики. Нужно сказать, что в текущем году исполнится уже четверть века, как практикум работает в учебном процессе физического факультета. Конечно, за эти годы практикум был несколько раз перенесен на новые аппаратные платформы и операционные системы, существенно поменялся интерфейс пользователя, однако существо выполняемых лабораторных работ изменилось с 1985-1987 года весьма незначительно. За это время через него прошло более 4000 студентов, проведено боле 80000 учебных человеко-часов, практикум был передан на десятки физических кафедр вузов страны, был переведен на испанский язык для вузов братской Кубы. В 1994 году практикум по электродинамике был представлен на первый европейский конкурс академического программного обеспечения EASA-94, проходивший в Германии в Гейдельберге. Практикум прошел несколько стадий предварительных отборов, вышел в финал. В ходе очного представления программ авторитетной международной комиссии авторы получили почетный диплом с формулировкой «for the excellence software».

Параллельно с практикумом по электродинамике развивались и другие. Два из них – практикум по квантовой механике и практикум «численное моделирование физических процессов», основным идеологом которых был профессор Г.Л. Коткин, также работают в учебном процессе до сих пор. И до сих пор остаются совершенно уникальными явлениями в преподавании физики. Возможность рассчитывать на компьютере и визуализировать результаты расчетов квантовомеханических систем незаменима при изучении физики, поскольку развивает физическую интуицию и позволяет осуществлять самоконтроль понимания физики микромира. Практикум по численному моделированию физических процессов и явлений особенно интересен тем, что студент может в ходе работы с моделью модифицировать её, внося изменения в программный код.

Другим направлением штурма высот электронного обучения на ФФ НГУ было создание рабочего места лектора. Как и во многих других случаях, здесь есть своя предыстория. Первый ее шаг, в виде доски, сдвигающейся электромотором вверх, можно наблюдать на лекциях в Большой физической аудитории (БФА) и сегодня. К 1985 году БФА уже оборудована по периметру шестью телевизорами, как помнится, марки «Горизонт», на которых можно вести телетрансляции или передавать сигнал с видеомагнитофона. Вот к этому «распределен- ному» лекционному экрану подключался компьютер преподавателя. Сначала он выкатывался в стойке CAMAC, а затем был вмонтирован в лекторскую кафедру. Что демонстрировали? Помню, что кажущаяся сегодня наиболее очевидной идея – слайды (презентации) – тоже обсуждалась. Однако, в то время, мы не имели хороших графических библиотек масштабируемых шрифтов, и слайды приходилось рисовать буквально попиксельно. В результате победила идея того же численного эксперимента, только адаптированного к лекционным реалиям.

Работа в направлении создания лекторского места, кстати, имела продолжение уже и на базе PC совместимых компьютеров. Там были уже и база данных учебных материалов различных типов, и сценарии презентаций, и даже видеофрагменты, правда, хранящиеся не в цифре, а в аналоговой форме на управляемом компьютером видеомагнитофоне. Рабочее место лектора разработки физического факультета представлялось на многих образовательных выставках. На одной из них Э. Пройдаков, в то время главный редактор Мира ПК, предложил авторам написать статью про разработку в этот журнал. Статья вышла в майском номере Мира ПК за 1995 год и называлась «Лекционная Мультимедиа-Аудитория».

Параллельно с работами по электронному обучению, проводящимися на физическом факультете, в НГУ существовало еще несколько точек роста с самыми интересными и передовыми идеями применения компьютеров для обучения студентов. Они были на каждом факультете, в физико-математической школе и колледже информатики, являющихся частями «большого» НГУ.

Так, необычайно яркой системой электронного обучения был и до сих пор является программный комплекс ДИСФОР, созданный для студентов химиков. ДИСФОР является системой обучения и контроля знаний по органической химии и молекулярной спектроскопии. Система уже более 20 лет используется в учебном процессе факультета естественных наук НГУ; она была установлена в нескольких десятках вузов и сотнях школ страны. Комплекс ДИСФОР отмечен Золотой медалью ВДНХ СССР. Даже сейчас, спустя 20 лет, системе ДИСФОР нет аналогов в международной практике. Пытаться определить типологию такой уникальной разработки всегда непросто, однако думается, что отнесение ее к системам программированного обучения с экспертной системой в качестве выбора последовательности подачи учебного материала, не будет слишком большой ошибкой. Очень может быть, что в некотором будущем мы получим новый взлет интереса к программированному обучению, основанному именно на принципах, заложенных в ДИСФОР-е в конце 80-х. «Архитектором» ДИСФОР-а стал А.А. Жижин, в те годы заведующий лабораторией терминальных систем НГУ и руководитель отдела «ЭВМ в учебном процессе». Экспертная система наполнялась многими преподавателями ФЕН, среди которых можно отметить А.В. Мануйлова, до сих пор остающегося активным поборником и проводником идей электронного обучения.

В качестве еще одного примера можно вспомнить, что на экономическом факультете НГУ в это же время на базе ТЕВУС компьютеризируются экономические игры. Один из зачинателей этого направления – профессор М.В. Лычагин. От своих друзей, студентов ММФ НГУ, помогавших в те годы в программной реализации алгоритмов этих игр, я знаю, что разработки выходили далеко за стены вуза и использовались, например, в краткосрочных курсах повышения квалификации, организуемых для руководителей крупных промышленных предприятий СССР…

Необходимо сказать, что усилия НГУ по компьютеризации учебного процесса активно поддерживались на министерском уровне. НГУ был головным вузом СССР в области информатизации учебного процесса. В университете действовала министерская программа целевой интенсивной подготовки специалистов (ЦИПС), благодаря которой была возможность аккумулировать на разработках в области электронного обучения несколько десятков человек.

К сожалению, «золотой век» электронного обучения в НГУ закончился, и закончился довольно резко. Первый удар пришелся на 1991-1992 годы, годы слома СССР. А после 1995 года из потока интересных проектов остаются считанные единицы, да и они ведутся недостаточными темпами. И причины этого спада также небезынтересны для истории информатики. В какой мере это давление времени, в какой - невежество руководителей, а в какой – неумение справится с организационными вопросами создания университетского технологического ядра? В анализе ошибок всегда заинтересованы те, кто не хочет их повторять.

В заключение можно сказать, что интерес к электронному обучению, интерес не только утилитарный, но и исследовательский, в последние годы в НГУ постепенно возрождается. В этой связи очень полезно обращение к доставшемуся нам наследию, яркому и богатому. Уверен, что его внимательное изучение способно дарить плодотворные и современные идеи еще многие годы.

Об авторе: Новосибирский государственный университет
kazakov@phys.nsu.ru

Материалы международной конференции SORUCOM 2011 (12–16 сентября 2011 года)
Статья помещена в музей 16.10.2012 с разрешения авторов