03.02. СКИННЕР

ПРИЛОЖЕНИЯ
Б.СКИННЕР
ОБУЧАЮЩИЕ МАШИНЫ
[Skinner В.F., "Teaching machines", Scientific American, 205, #5, 91-102 (1961)]

Едва ли в какой-либо сфере человеческой деятельности проявляется большая инертность в отношении к научному анализу и техническим усовершенствованиям, чем в педагогике. Наши жилища, учреждения, промышленные предприятия и средства транспорта совершенно изменились в течение жизни одного поколения, а типичное классное помещение и методы обучения едва ли претерпели изменения за целое столетие. Разумеется, розги отошли в прошлое, парты уже не привинчиваются больше к полу, классные доски вместо черного окрашиваются в зеленый цвет, а учебники выпускаются с многокрасочными иллюстрациями. Зачастую в классе можно увидеть телевизор, кинопроектор и магнитофон. Однако методы, которыми учитель передает знания заполняющим класс ученикам, вряд ли существенно изменились. Строгие критики даже уверяют, что за последние 30-40 лет происходило постепенное снижение эффективности обучения. Действительно, слишком большое число молодых людей, пройдя через нашу школьную систему, не достигает удовлетворительного уровня в чтении, правописании, арифметике и владении родной речью (если перечислить лишь основные предметы!).

Слишком многих учеников постигает разочарование, их развитие задерживается и они оставляют школу, как только это разрешает закон. Многие другие, вполне сознавая ограниченность своих возможностей, продолжают цепко держаться за школу; под давлением родителей и общественного мнения они кое-как ухитряются окончить четыре курса колледжа, а что им при этом приходится претерпеть - трудно описать словами. Лишь небольшое число учеников - слишком небольшое - преодолевает препоны наших традиционных методов обучения и получает какую-то долю радости и удовлетворения от процесса обучения.

Можно ли изменить положение вещей? В предложениях по улучшению системы образования не было недостатка.
- Надо платить такое жалование, чтобы привлекать и удерживать хороших учителей.
- Нужен индивидуальный подход к ученикам, и их следует группировать по степени одаренности.
- Необходимо постоянно обновлять учебники и другие учебные пособия, приводя их в соответствие с современными требованиями, особенно в области точных наук и математики.
И так далее. Любопытно, что все такие предложения редко касаются собственно процесса обучения или научения. В них нет попыток проанализировать, что же собственно происходит, когда учащийся слушает лекцию, читает книгу, пишет сочинение или решает задачу. И мы не слышим рекомендаций, кагк сделать эти процессы более продуктивными.
Короче говоря, самой методикой образования,как правило, пренебрегают. (Применение кино и телевидения не составляет нового метода; это лишь способ закрепления и расширения старых методов со всеми их недостатками).

К счастью, нам на помощь здесь приходят новейшие достижения в экспериментальном исследовании поведения, на основе которых впервые появилась возможность разработать подлинную "технологию" образования. Эта технология, следуя практике экспериментальной лаборатории, снабжает ученика техническими устройствами для обширных упражнений как в устной, так и в письменной форме. Еще более важно, может быть, то, что эти устройства возбуждают у ученика интерес к продолжению занятий. Устройства, которые помогают нашим школам в осуществлении всех этих задач, называются обучающими машинами.

Простые устройства подобного рода широко рекламировались и даже предлагались к продаже. К сожалению, однако, они не дают достаточно четкого представления о тенденциях и возможностях обучения при помощи машин; более того, имеется реальная опасность, что обучающие машины в результате необузданной рекламы окажутся дискредитированными до того, как будут выявлены их действительные преимущества и границы возможного применения. Подобно хорошему электропроигрывателю, обучающая машина хороша лишь тогда, когда хорош заложенный в нее материал. Разработка программы для обучающей машины до сих пор в значительной степени является искусством, но это такой вид искусства, который может быть существенно усовершенствован путем научного анализа миллионов часов записей экспериментальных данных: реакций животных на стимулы, предъявляемые им с помощью лабораторных обучающих машин, и реакций человека на машины, специально разработанные для педагогических целей.

Подобно всем полезным изобретениям, обучающие машины постепенно развивались из потребности более эффективного выполнения определенных видов работы. Эти устройства встретили к себе различное отношение, не исключая и враждебного, что очень часто бывает с подобными нововведениями. Кое-кто усматривает в обучающих машинах угрозу самому существованию учителя, чего на самом деле нет. Другие вообразили, что внедрение машин превратит обучение и образование в бездушный механический процесс. Иные опасаются, что машины превратят обучающихся в бессмысленных, механически муштруемых роботов. Все подобные страхи совершенно беспочвенны. Назначение обучающей машины может быть выражено очень просто: она должна быстро, основательно и эффективно передавать ученикам значительную часть тех знаний, которые до сих пор усваиваются медленно, неполно и с затратой больших усилий не только со стороны ученика, но и со стороны учителя. Некоторые обучающие машины могут, по-видимому, в будущем обеспечить такую глубину усвоения материала, которая до сих пор, при обычных методах обучения, казалась недостижимой.

МАШИНЫ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
Описанные ниже машины имеют своим прототипом лабораторные устройства, созданные мною и моими сотрудниками за последние 30 лет в Гарвардском университете и ряде других мест. С помощью этих устройств и при соответствующей методике экспериментов нам удалось многое узнать о способах формирования подчас довольно сложных типов поведения животного, используя методику поощрения или, как мы предпочитаем говорить, подкрепления (reinforcement).

Значительная часть наших экспериментов была выполнена над голубями; это весьма выносливые и понятливые животные с хорошо развитым цветовым зрением, поведение которых можно изучать на протяжении ряда лет. Разработанные нами методы были успешно применены также в экспериментах с крысами, собаками, низшими и человекообразными обезьянами и, наконец, с человеком.

Многие стороны этих исследований имеют непосредственное отношение к проблемам образования, но мне особенно хочется остановиться на одной определенной методике, которую, применительно к обучающим машинам, принято называть "программированием". Под этим подразумевается организация очень маленьких шагов, через последовательность которых животное приводится к усвоению сложных форм поведения. С помощью этой методики можно сформировать новый тип поведения подобно тому, как скульптор придает различную форму куску сырой глины.

В типичном демонстрационном опыте голодный голубь помещается в небольшой ящик с прозрачными стенками. На одной из стенок укрепляется кормушка - лоток с зерном, закрытый при помощи магнитно-управляемой заслонки (фиг.1). Нажатием кнопки оператор может привести лоток в положение, в котором пища становится доступной голубю. Исследователи в течение нескольких минут наблюдают за поведением голубя, чтобы составить себе представление о типе поведения, свойственного ему при данных обстоятельствах. Затем им предлагается решить, какую реакцию, какой тип поведения, ранее не наблюдавшийся, следует выработать у голубя.


Фиг.1. Тренировка поведения.
Система тренировки поведения, называемая "оперантным обусловливанием", осуществляется путем помещения животного в строго контролируемые условия, в которых оно может сразу же вознаграждаться соответствующим подкреплением, как только появляется желаемая ответная реакция. Как правило, подкрепление (обычно пища) дается не после каждого правильного реагирования, а в соответствии с некоторым оптимальным "расписанием" (см. фиг.2 и 3).
На фотографиях изображен подопытный голубь, исследуемый в лаборатории Д.Блоха в Университете Брауна, обученный клевать более яркое из двух световых пятен. Фотографии показывают момент разглядывания двух стимулов (а), клевание более яркого пятна (б) и получение вознаграждения (в).

Предположим, что требуемое поведение заключается в том, чтобы голубь совершил полный поворот по часовой стрелке одним быстрым, непрерывным движением. Экспериментатор не может здесь просто дожидаться, пока желаемый тип поведения случайно появится, и, подкрепляя правильные реакции, постепенно добиваться закрепления желаемой формы поведения, как это имеет место при обучении по методу "проб и ошибок". Процесс достижения конечной реакции должен быть запрограммирован, и если это сделано достаточно искусно, желаемая реакция может быть достигнута за одну-две минуты.

Экспериментатор сначала подкрепляет каждое движение, которое составляет хоть какой-либо элемент поворота по часовой стрелке, например поворот головы вправо или шаг левой лапкой вперед. Как только голубь получает зерно, он почти немедленно повторяет нужное движение, и экспериментатор снова подкрепляет эту реакцию. После этого подкрепления могут быть приостановлены до тех пор, пока требуемая реакция не приобретет более ярко выраженный характер, т.е. повороты в нужном направлении не станут более отчетливыми. Требуется некоторый опыт для рационального выбора "темпа продвижения", при котором следующая ступень в поведении формируется еще до забывания предыдущей. Однако почти во всех случаях, когда голубь был приучен получать пищу из кормушки и освоился с новизной ситуации, требуется не более двух минут, чтобы научить его поворачиваться по часовой стрелке, причем полный поворот выполняется одним четким, быстрым и непрерывным движением, за которым следует подкрепление.

Если подавить эту реакцию и сформировать новую реакцию в виде поворота ПРОТИВ часовой стрелки, то затем можно восстановить и первый тип поведения, в результате чего голубь за несколько минут без труда научается вытанцовывать восьмерку. Эффективность описанной методики поразительна; надо увидеть это своими глазами, чтобы поверить в это!

Другой способ формирования реакции связан с управлением при помощи стимула [Этот способ часто называют S-управляемым подкреплением в отличие от первого способа, называемого R-управляемым подкреплением (S и R-соответственно стимул и реакция).- Прим. ред.]. Одну и ту же реакцию голубя можно в одних случаях подкреплять, а в других оставлять без подкрепления. Например, если голубь был приучен клевать маленькое пластмассовое окошко на стенке экспериментальной камеры, то можно освещать этот "знак" лучом окрашенного света, поощряя птицу, когда она клюет зеленое пятно, и не поощряя, когда она клюет красное. Это дает чувствительный способ оценки цветного зрения голубя [Blough D. S., "Experiments in Animal Psychophysics", Sci. American, 204, #6, July (1961)].

Сила такого метода программирования была весьма наглядно продемонстрирована в недавних экспериментах, выполненных в Гарвардской лаборатории Г.Террасом. Оказалось, что голуби могут научиться совершенно безошибочно различать весьма мало отличающиеся стимулы. Поведение голубей "программируется" следующим образом. Когда голубь первый раз клюнет красный знак ("стимул-указатель"), реакция подкрепляется, после чего знак быстро гасится. Темный знак слишком сильно отличается от красного, чтобы можно было ожидать немедленной повторной реакции. Экспериментатор ожидает затем подходящего момента для повторения красного знака, при этом лучше, если свет зажигается тогда, когда голубь отворачивается от знака. Голубь немедленно реагирует и получает подкрепление. После этого можно держать знак затемненным более длительный период времени, не возбуждая реакции, хотя новое предъявление красного цвета приводит к немедленной реакции. В конце концов, голубь будет реагировать только на красный знак, совершенно игнорируя темный, независимо от того, как долго он остается темным.

Вслед за этим на потемневший знак направляют очень слабый зеленый свет, который постепенно усиливают, пока он, наконец, не сравняется по интенсивности с красным. Хотя голубь иногда пробует клевать и ярко-зеленый знак, эта реакция быстро затухает, а некоторые голуби вообще не совершают таких ошибок.

Далее Террас еще более усложнил программу. Ему удалось научить голубя практически без ошибок реагировать на сетку из вертикальных полос и не реагировать на горизонтальные полосы. Ввиду большого сходства этих двух стимулов для голубя у него обычно появляется сильная тенденция к их обобщению; в результате голубь совершает большое число ошибок, прежде чем достигает отчетливого различения стимулов. Сначала Террас добивался более простого различения красного и зеленого пятен, а затем накладывал на красный знак решетку из вертикальных, а на зеленый - решетку из горизонтальных полос. Голубь реагирует на красный цвет с вертикальными полосами и не реагирует на зеленый с горизонтальными полосами. После этого цвет постепенно удаляется с обоих знаков, так что остаются одни лишь полосы. Голубь исправно реагирует на вертикальные полосы, причем не было ни одного случая ошибочной реакции на горизонтальные. Экспериментатор добился переноса функций различения с одного набора стимулов на другой, используя ряд промежуточных ступеней, выбранных так, чтобы свести к минимуму число случаев нежелательного реагирования.

Другой способ программирования связан с оценкой вероятности реакции. Уже на ранней стадии наших экспериментов мы обнаружили, что для поддержания высокого уровня активности нет необходимости в подкреплении каждой реакции. Подкрепление может быть прерывистым, что в реальной жизни почти всегда и бывает. Подкрепление может быть приурочено к различным моментам времени и при этом получаются порой весьма сложные, но все же вполне однозначные результаты. Можно, например, поощрять животное после строго определенного числа реагирований (так называемый режим постоянного отношения), или после некоторого среднего числа реагирований (режим переменного отношения), или вслед за первым реагированием по истечении определенного интервала времени с момента предыдущего подкрепления (режим с фиксированным интервалом), или же, наконец, через непостоянные промежутки времени (режим с переменным интервалом). Поведение живого организма существенным образом зависит от выбранного режима подкрепления и, разумеется, от числа реагирований или временных интервалов, которые должны пройти до подкрепления. Каждый режим совершенно однозначно определяет характер процесса научения (фиг.2).


Фиг.2. Временная характеристика реакций голубя.
Кривые ответных реакций сильно различаются в зависимости от режима, т.е. частоты подкреплений. Кривые вычерчиваются пером самописца на движущейся бумаге. При каждой реакции голубя перо подскакивает вверх, в результате чего вычерчивается интегральная кривая. Подкрепления обозначены наклонными отметками. Наиболее высокая частота отэетов получается, если животное поощряется по выполнении заданного фиксированного числа реакций. Примерно такая же частота реагирований достигается при подкреплении за некоторое среднее число реагирований (режим переменного отношения). Если подкрепления следуют за первым реагированием по истечении фиксированного интервала времени, животное весьма быстро обучается не реагировать в начале каждого такого интервала. При варьировании интервала процесс формирования поведения становится более устойчивым (кривая г). Наименьшая частота реагирований получается, если подкрепления следуют только по истечении определенного временного интервала (в данном случае 3мин.) после последнего реагирования.
а - режим постоянного отношения; б - режим переменного отношения; в - режим с фиксированным интервалом; г - режим с переменным интервалом; д - медленные дифференциальные подкрепления.

Характер процесса научения, связанный с данным режимом подкреплений, может также контролироваться и с помощью стимулов. У голубя, клюющего знак, наблюдается один тип поведения при действии красного света, другой тип, если в процессе научения применяется зеленый свет, и т.д. В Гарварде автором и Ч.Ферстером было экспериментально установлено девять различных характеристик научения при использовании девяти различных режимов для подкреплений, управляемых соответствующими стимулами. Подобные же явления мы можем наблюдать на самих себе, когда разные ситуации, различный характер работы или игры и различные друзья и знакомые по-разному организуют наше поведение во времени путем соответствующего режима подкреплений. В результате наши увлечения и интересы переносятся на различные объекты (фиг.3).


Фиг.3. Смешанная характеристика.
Смешанная кривая научения получается, когда последовательно применяются различные режимы подкреплений. При изменении стимулов характер кривой соответственно меняется.
Обозначения соответствуют кривым на фиг.2.

Правильно выбранные режимы подкреплений позволяют нам поддерживать желаемый тип поведения на определенном уровне интенсивности в течение продолжительных периодов времени, ограниченных лишь физическим истощением организма. Голуби, поставленные в режим подкреплений с низкой частотой реагирований, работали днем и ночью в течение нескольких недель и даже месяцев. Можно побудить их реагировать много тысяч раз уже после того, как подкрепление прекращено (в одном случае было получено 73000 реагирований за первые 5 час). Однако подобное состояние одержимости должно программироваться путем постепенного перевода на режим с меньшей частотой поощрений.

Таким образом, с помощью рационального программирования оказывается возможным формировать топографию, или характер поведения животного, устанавливать заданный уровень его активности и побуждать его различать соответствующие стимулы - и все это практически без ошибок. При таком оперантном обусловливании (operant conditioning), как мы назвали этот процесс, животные показывают просто поразительные результаты. За последние 20 лет наши лабораторные животные обнаруживали такие сложные и тонкие формы поведения, которых представители их вида, вероятно, до этого никогда не достигали. Речь идет не о том, что мы создали лучшие экземпляры крыс, голубей или обезьян, а о том, что мы для них организовали лучшие условия внешней среды, обеспечивающие гораздо большие возможности для формирования и закрепления определенного типа поведения. Пока не изучены все потенциальные возможности этих методов, бессмысленно утверждать, что данный организм не способен усвоить тот или иной тип поведения. Когда какое-либо живое существо оказывается не в состоянии решить ту или иную задачу, вполне возможно, что мы сами не сумели разработать необходимую программу обучения. В частности, никто как следует не знает пределов возможностей человеческого организма, поскольку не были реализованы условия, в которых нагрузка на человеческий организм достигала этих пределов.

Техническая эффективность оперантного обусловливания в настоящее время общепризнана. Например, в фармацевтической промышленности эта методика образует основу для оценки воздействия новых препаратов на поведение животного. Небольшим примером технического приложения этих идей был наш "Проект Голубь" ("Project Pigeon"), предложенный во время второй мировой войны. Хотя прогресс США в области управляемых снарядов в то время был еще довольно незначительным, определенное внимание было уделено разработке систем наведения ракет. Одна из таких систем включала использование голубей и состояла в следующем.

Голубь, помещенный в специальной клетке перед прозрачным экраном, многократно поощрялся за клевки в появляющееся на экране изображение определенной цели, например военного корабля на поверхности моря. Рациональным режимом подкреплений можно было добиться гарантированной реакции в течение многих минут; голубя можно было также подготовить к возможному изменению размеров и ракурса цели. Сигналы, возникающие в тех частях экрана, в которые клевал голубь, направлялись к сервомеханизмам наведения. Чтобы застраховать себя от случайной утраты функций этой системой, одновременно использовались три голубя, что обеспечивало надежный и устойчивый сигнал.

Механизм наведения ракеты должен был срабатывать в следующем порядке. Три объектива, расположенные в носовой части снаряда, проецируют на трех экранах изображение области, к которой направлен снаряд. Если курс снаряда верен, то каждый из трех голубей клюет точно в середину своего экрана. Если снаряд уходит с верного курса, картина цели на экране смещается в сторону, причем смещение уже на несколько миллиметров вызывает появление корректирующего сигнала. Эти исследования продолжались и некоторое время после окончания войны под названием "Проект Оркон" ("Orcon" - сокращение от Organic control - управление с помощью живых организмов) в Исследовательской лаборатории ВМС.

Между "Проектом Голубь" и нашими обучающими машинами имеется определенная преемственность. При осуществлении Проекта нам пришлось столкнуться с задачей обучения большого числа голубей. Разумеется, каждому голубю сообщалось при этом не так уж много "знаний", но важно то, что требуемые от них изменения поведения были сходны с теми, которые в большем масштабе требуются от человека при его обучении. Во всяком случае, один вывод из наших экспериментов был ясен: немыслимо пытаться вручную выполнять тонкие операции подкреплений, формирующие поведение. Необходимы какие-то технические устройства. И, действительно, почему бы не учить людей также с помощью машин?

...

РАННИЕ МОДЕЛИ ОБУЧАЮЩИХ МАШИН
Впервые мысль о возможности использовать машины при обучении была реализована еще в 20-х годах С.Пресси, психологом из Университета штата Огайо. Им было сконструировано несколько машин, которые автоматически проверяли знания ученика, предлагая ему серию вопросов со множественным выбором ответов. Если обучающийся выбирал правильный ответ и нажимал соответствующую кнопку, машина переходила к следующему вопросу. При ошибочном ответе ошибка фиксировалась и учащемуся предлагалось продолжать поиски правильного ответа. Пресси понял, что устройство, немедленно информирующее ученика об успешности его работы, не только проверяло бы его знания, но было бы и обучающим. Кроме того, он сделал правильный вывод, что обучение при помощи машин позволит выбрать индивидуальный темп обучения для каждого обучаемого.

Однако техническая революция в образовании, которую предсказывал Пресси, все никак не наступала. Не получая поддержки своих идей, Пресси сообщил в 1932г., что он "с сожалением прекращает дальнейшие исследования этих проблем". Помимо инертности в развитии культуры, неудача Пресси была сопряжена и с некоторыми ограничениями, присущими самим предложенным им машинам. Они представляли собой в основном экзаменующие устройства, которые могли быть использованы лишь после того, как некоторый объем знаний был сообщен обучаемым другим путем. Эти устройства не использовали принципов программирования обучения, которые позже развились из исследований оперантного подкрепления реакций.

Эффективно действующая обучающая машина должна удовлетворять нескольким важным требованиям. За исключением некоторых задач по заучиванию стимулов, обучающийся должен конструировать свой ответ, а не выбирать его из готового набора альтернативных вариантов, как это имеет место в схеме с множественным выбором. Одна из причин этого состоит в том, что от ученика требуется вспомнить, а не просто опознать нечто, требуется не только позаботиться о правильности ответа, но и дать самый ответ. Не менее важно и то, что материал множественного выбора по необходимости должен содержать известное количество правдоподобных неправильных ответов, а это совершенно неуместно в деликатном процессе формирования поведения, поскольку при этом как-то закрепляются и ошибочные реакции. (Наша способность к запоминанию неверных фактов, где-то и когда-то прочитанных нами, хорошо известна. Каждый неверный ответ в системе множественного выбора повышает вероятность того, что ученик когда-нибудь в будущем выудит из своей несовершенной памяти этот ошибочный ответ вместо правильного).

Эффективная программа обучения налагает на обучающую машину также определенные требования, которым устройства Пресси не удовлетворяли. Учащийся должен проделать последовательность весьма тщательно подобранных шагов, зачастую значительной длины. Поэтому машина должна обладать достаточной емкостью и быть устроена так, чтобы обучаемый совершал каждый шаг в строго предписанном порядке.

В течение нескольких лет Дж.Холлэнд и я применяли удовлетворяющую этим требованиям машину при преподавании части курса психологии поведения человека в Рэдклиф-колледже и в Гарвардском университете. В нашем кабинете для самостоятельных занятий имеются 20 машин и наборы программ (фиг.4). Студенты приходят сюда для занятий по своему усмотрению, как в читальню. В продолжении семестра каждый студент в среднем 15 час работает с машиной и усваивает при этом материал учебника объемом 200 страниц.


Фиг.4. Кабинет для самообучения с помощью машин в Гарвардском университете.
Студенты Рэдклифского колледжа и Гарвардского университета, которым автор читал курс психологии поведения, занимаются с обучающими машинами. Одновременно функционируют 20 машин. В течение семестра каждый студент проводит здесь около 15 час. Отвечая на вопросы программы, он прорабатывает при этом материал, эквивалентный 200 стр. печатного текста. Занятия с машинами дополняют лекционные занятия.

В обычном варианте наша машина имеет два окошка: одно для предъявления программированного текста, другое для приема ответов обучаемого (фиг.5). Программа, отпечатанная на сложенном гармошкой листе бумаги, содержит некоторое число кадров, достаточное для 10-15мин. обучения. В каждом кадре одно или несколько слов опущено. Студент записывает свой ответ на бумажной ленте, передвигающейся синхронно с кадрами текста. Затем он перемещает рычажок, закрывая каждый ответ прозрачной накладкой (после чего он уже не может его изменить) и открывает правильный ответ. Если он ошибся, то пробивает отверстие рядом со своим письменным ответом. При этом на обратной стороне программы также наносится метка, оповещающая составителя программы, что с этим кадром не все в порядке. Одновременно при появлении перфорации приводится в действие счетчик, по показаниям которого обучающийся в конце работы может судить об успешности своего продвижения. Сравнение числа ошибок со средним допускаемым уровнем служит средством дополнительного подкрепления.


Фиг.5. Программа для обучающей машины.
Программированный материал, предъявляемый с помощью обучающей машины, обеспечивает обучаемому возможность усвоения обширного набора сведений в виде последовательности малых шагов. На каждом шаге обучаемый должен дать письменный ответ. Эта машина, созданная по проекту автора фирмой "Rheem Manufacturing Co.", допускает и такое программирование, при котором обучаемому перед выдачей ему правильного ответа даются дополнительные указания.
Программа напечатана на сложенной гармошкой полоске бумаги, которая вкладывается в машину под съемную верхнюю панель (а). Ответы записываются на отдельной бумажной полосе, смотанной в ролик. На этой серии рисунков показан процесс отработки двух (не последовательных) ступеней программы, разработанной автором и Дж.Холлэндом для курса психологии поведение в Гарвардском университете. На фиг.в и з видно появление дополнительных указаний. Поскольку учащийся все-таки записывает неверный ответ {и), то он регистрирует свою ошибку, нажимая концом карандаша специальную кнопку (л). При этом на обратной стороне программы против данного кадра отпечатывается метка (м). Если программист обнаруживает большое число таких меток против какого-либо кадра (шага) программы, он старается как-то облегчить этот шаг. В конце концов таким способом почти полностью исключаются ошибочные ответы.

Машина, о которой идет речь, спроектирована для работы по программам с двухступенчатым ответом, что дает возможность значительно сократить программу. Материал каждого кадра может быть в данном случае несколько более трудным, чем при работе по схеме с одноступенчатым ответом. Записав свой ответ, обучаемый не сверяет его с правильным ответом, а получает дополнительную информацию. Последняя может указать ему, что его ответ неправилен, не сообщая при этом правильного ответа, а предоставляя ему возможность попытаться ответить еще раз. Или же эта информация может сообщить ему более полные сведения, повышая вероятность верного ответа при второй попытке. При работе с программами с одноступенчатым ответом наши испытуемые давали 95% верных ответов. Такой же уровень эффективности может поддерживаться с более трудным материалом при использовании программ с двухступенчатым ответом.

Вопрос о том, следует ли добиваться полностью безошибочного обучения (как это имеет место с голубями) или же существует некий оптимальный процент допустимых ошибок, должны решить дальнейшие экспериментальные исследования.

Хотя посещение специальных кабинетов для самостоятельных занятий с обучающей машиной менее удобно, чем пользование учебником дома, в своей комнате, большинство студентов все же оценило преимущества "машинного" метода. Как сообщают сами обучающиеся, они, работая с машиной без напряжения примерно в течение часа, усваивают больший объем материала с меньшими усилиями и за более короткое время, чем при обычных методах изучения предмета. Важное преимущество методики обучения с использованием машин состоит в том, что обучаемый всегда знает уровень своей подготовки перед зачетом или экзаменом. (В нашем случае, при чтении курса психологии, мы не экзаменовали студентов по пройденному материалу, а требовали, чтобы они самостоятельно изучили материал соответствующего учебника).

Ясно, что машина сама по себе не учит. Она является лишь связующим звеном между обучающимся и лицом, составляющим предъявляемый ею материал. При этом экономится много времени и труда, поскольку программист может контактировать с бесконечно большим числом обучаемых. Может возникнуть опасение, не приведет ли это к массовой обезличке обучения. Однако практика показывает, что воздействие машины на каждого отдельного ученика удивительно напоминает роль индивидуального репетитора. Это сходство проявляется в нескольких отношениях. Между учеником и программой происходит непрерывное взаимодействие. В отличие от лекций, учебников и обычных наглядных пособий и вспомогательных средств, рассчитанных на зрительное или слуховое восприятие, машина не просто выдает что-то, что должно быть выучено, но требует от ученика постоянной активности. Обучаемый все время занят и заинтересован. Подобно добросовестному репетитору, машина "настаивает", чтобы каждый данный фрагмент материала был кадр за кадром пли пункт за пунктом полностью понят, прежде чем обучающемуся будет разрешено двигаться дальше.

В отличие от этого, лекции, учебники и их механизированные эквиваленты продвигаются вперед в изложении материала без всякой гарантии в том, что обучающиеся усвоили предыдущие разделы, так что учащиеся зачастую не поспевают за принятым темпом обучения. Подобно репетитору, машина предъявляет к изучению лишь тот материал, к которому ученик готов в данный момент. Она каждый раз требует от обучающегося выполнить лишь тот шаг программы, к выполнению которого он наилучшим образом подготовлен и который ему под силу. Подобно хорошему наставнику машина помогает ученику прийти к правильному ответу. Она осуществляет это отчасти путем рационально построенной программы, отчасти же с помощью наводящих указаний, подсказок, советов и т.п., составляемых на основе анализа обычно даваемых устных ответов. Наконец, как и репетитор, машина поощряет ученика за каждый правильный ответ, причем эта непосредственная обратная связь используется не только для наиболее эффективного формирования поведения обучаемого, но и для постоянного поддержания определенного уровня интенсивности обучения, т.е. того, что непрофессионал назвал бы "поддержанием интереса у учащихся".

...

ПОДКРЕПЛЕНИЕ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ
Машины, подобные используемым нами в Гарвардском университете, можно запрограммировать для обучения всем предметам, преподаваемым в начальной и средней школе (в объеме полного курса или лишь части его), а также многим дисциплинам, преподаваемым в колледжах. Поскольку составление программ для обучающих машин является сложным делом, неизбежно поступление в продажу и плохо составленных программ. Однако если рынок окажет свое обычное воздействие, мы в не слишком отдаленном будущем можем ожидать появления высокоэффективных программ.

Людей, не знакомых с достижениями в области оперантного поведения, часто поражает, насколько эффективными оказываются хорошие программы. Почему работа учащихся с программированным материалом оказывается более продуктивной, чем использование обычных учебников, семинарских занятий и лекций? Ответ скрывается в самой сущности мотивации поведения человека. В самом деле, зададим вопрос, почему учащийся вообще учится?

До недавнего прошлого поведение ученика определялось главным образом негативными побудительными причинами; иными словами, он занимался, чтобы избежать последствий бездеятельности. Хотя было предпринято много попыток изменить такую систему, они не имели заметного успеха. Правильное использование положительного подкрепления, как следует из экспериментального анализа оперантного поведения, позволяет достичь коренных улучшений в обучении.

Оказалось, что вовсе недостаточно просто показать ученику отдаленные преимущества, даваемые образованием,- те возможности, которые открываются в жизни перед образованным человеком. Ученик и сам может осознать все это, чтобы объяснить, почему он хочет получить образование. Но слишком далеко отстоящая цель дает лишь слабый стимул для выполнения текущих действий, что может подтвердить почти каждый ученик. Как бы сильно он ни хотел стать врачом или ученым, он иногда не может заставить себя прочесть и запомнить ту страницу учебника, которая раскрыта перед ним в данный момент. Все рассуждения об отдаленной пользе страдают тем же недостатком: они не обеспечивают эффективной последовательности подкреплений.

Разрыв между конкретным поведением и далекой целью иногда перекрывают сериями условных подкрепителей. В наших лабораторных экспериментах стандартная процедура сводится к тому, что движение рычага или клевание диска вызывает зрительные или акустические стимулы, такие, как появление света или щелчок механической кормушки, за которыми следует выдача пищи. Таким образом, свет или щелчок становятся условными раздражителями (стимулами), которые могут незамедлительно подкрепить ответ.

Отметки в классном журнале или табеле и дипломы об образовании служат условными подкрепителями для того, чтобы теснее связать обычные последствия с поведением. Если отметки в табеле хорошие, то они вызывают одобрение со стороны родителей, учителей и друзей и знаменуют успех в соревновании. Но эффективны они главным образом потому, что отмечают продвижение вперед на пути к отдаленным преимуществам или поощрениям - хотя бы просто к освобождению от необходимости дальнейших занятий. Воспитатели часто пытаются усилить подкрепляющее действие хороших отметок, развивая в учащихся дух соревнования. Но если мы заботимся обо всей массе учеников, мы должны признать, что при использовании фактора относительных достижений в соревновании в качестве подкрепляющего, кто-то неизбежно должен в этом соревновании остаться и позади.

Изучение оперантного обусловливания показало, что мы можем использовать положительное подкрепление в образовании, не открывая и не изобретая его новых форм,- нам нужно только лучше использовать уже имеющиеся его формы. На человеческое поведение удивительно сильное воздействие оказывают даже малые успехи: отыскание точного слова для описания какого-либо явления уже само часто служит поощрением. Другими простыми подкрепителями являются прояснение недоразумения или просто продвижение вперед после завершения какой-то стадии.

Всем известно, что дети могут часами играть с механическими игрушками или заниматься красками, бумагой и ножницами, трещетками, головоломками - короче говоря, почти всем, что в результате действий ребенка вызывает какие-либо изменения в окружающей среде и в то же время лишено отталкивающих свойств. Возможность непосредственного воздействия на природу сама по себе является подкреплением. В школьной практике этот эффект, как правило, мало заметен, так как он вуалируется эмоциональными реакциями, вызываемыми отталкивающими сторонами школьной дисциплины.

Можно утверждать, что человеческий организм бывает удовлетворен любой малой прибавкой в знаниях. Если мы обеспечим нужную последовательность таких прибавок, разбивая материал, подлежащий усвоению, на малые шаги, мы тем самым увеличим частоту подкрепления до максимума и сведем неприятные последствия к минимуму. Хотя эти требования и не являются чрезмерными, они, вероятно, несовместимы с реальной жизнью школы в наши дни и подразумевают необходимость использования машин.

Возьмем в качестве примера проблему обучения правописанию в начальных классах. Предположим, что мы хотим научить ученика писать английское слово "manufacture" (изготовлять, производить). Минимальная программа может потребовать шести "кадров", последовательно появляющихся в окошке обучающей машины. От ребенка требуется дать ответ для каждого кадра. Слово, которое нужно выучить, появляется напечатанным жирным шрифтом на кадре 1 вместе с примерам его использования и кратким объяснением. Первой задачей ребенка будет просто списать его. Когда он сделал это правильно, появляется кадр 2, где сказано: "Часть этого слова похожа на часть слова "factory" (фабрика). И та и другая части произошли от старого слова, обозначающего "make" (делать) или "build" (строить). MANU _ _ _ _ URE [Следует иметь в виду, что речь здесь идет об изучении родного языка в американской начальной школе. При изучении английского языка, как иностранного, программа должна была бы быть иной.- Прим. ред.]. Ученик заполняет пропущенные буквы и переходит к кадру 3, в котором аналогичным образом связывается первая часть слова со словами "manual" (ручной) и "hand" (рука), и от ученика требуется заполнить пропущенные буквы в _ _ _ _ FACTURE. Кадры 4 и 5 подчеркивают, что каждая из букв А и U встречается в этом слове дважды. Наконец, в кадре 6 сказано "chair factories _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ chairs" (мебельные фабрики ... стулья).

Очевидно, что подобная (программа растягивается до значительных размеров. При использовании пяти или шести кадров на каждое слово четырехгодичный курс правописания может потребовать 20-25тыс. кадрое и примерно столько же - четырехгодичный курс арифметики. Но эти цифры кажутся большими лишь тогда, когда подразумевается обычная форма общения между учителем и учеником. Учитель, естественно, не может следить за 10 или 15 тысячами ответов каждого ученика в году. Но время ученика не ограничено так жестко. Во всяком случае, на усвоение такой программы уходит удивительно мало времени. Пятнадцати минут занятий в день с машиной оказывается достаточно для каждой из этих программ. Вероятно, только крайне низкая эффективность традиционных методов обучения заставляла нас считать, что научение должно занимать такую большую часть в бюджете времени ребенка.

Согласившись, что машины могут "обучать" таким строго последовательным предметам, как правописание и арифметика, посмотрим теперь, как они могут быть использованы для обучения более фундаментальным и трудным навыкам - например чтению. Здесь полезно уяснить себе, что невозможно научить способности читать. Мы можем лишь обучить поведению, которое подразумевает наличие такой способности.

Процесс чтения представляет собой чрезвычайно сложную последовательность актов поведения. Умеющий читать может по желанию отыскать ту или иную букву или слово в тексте, он читает их вслух, идентифицирует описанные в тексте предметы, он может совершить действие, соответствующее описываемой в книге ситуации, и т.д. Ничего этого он не может делать до того, как научился читать, и может все после. Вызвать к жизни такие изменения является трудной задачей.

Все эти действия, естественно, не являются независимыми. Ученик овладевает некоторыми реакциями с большой легкостью, если он предварительно овладел другими. Но постепенно все элементы этого набора реакций усваиваются - не потому, что ученик приобретает способность к чтению, а потому, что каждый из этих элементов в ряде отношений полезен. Все они продолжают получать подкрепление от окружающего мира и после того, как собственно обучение чтению прекратилось.

Рассматривая вопрос; с такой точки зрения, мы убеждаемся, что обучение чтению тоже наиболее эффективно выполнимо с помощью машин. Ученика можно научить различать буквы и их сочетания просто как зрительные образы. Его можно научить устанавливать любые соответствия, например между прописными и строчными, или между печатными и рукописными буквами. В соединении с наушниками и магнитофоном машина позволит устанавливать соответствие между буквами и звуками, между напечатанными словами и их звучанием, а также между словами, звуками и нарисованными предметами. Традиционные способы обучения чтению включают все эти этапы, но делается это лишь косвенно и без надлежащей гарантии того, что каждый ученик овладел каждым малым звеном в этой сложной цепи.

Различные предметы могут потребовать разной методики представления материала в машине. Например, для обучения таким предметам, как география, биология или анатомия, где названия должны связываться с физическими формами или объектами, можно использовать метод исчезновения (или убывания стимула). При обучении физической географии машина требует от ученика описать взаимное расположение городов, стран, рек и так далее, пользуясь картой со всеми наименованиями. Затем его просят проделать то же на карте, на которой названия частично исчезли, т.е. полностью или частично удалены. Постепенно он должен перейти к описанию тех же пространственных отношений совсем без карты. Если материал был хорошо запрограммирован, ученик сможет сделать это почти или вовсе без ошибок.

Читатель может легко проверить эффективность методики исчезновения, используя ее для обучения ребенка короткому стихотворению. Напишите стихотворение в 10 или 14 строк на доске ясными, четкими буквами. Заставьте испытуемого прочесть стихотворение вслух, не делая никаких попыток запомнить его. Теперь сотрите несколько несущественных букв в каждой строчке. Снова попросите испытуемого прочесть стихотворение. Повторяйте эту процедуру, стирая каждый раз еще несколько букв, а затем и целые слова или фразы, пока все стихотворение не исчезнет. Незадолго до конца даже слабые следы стертых букв окажутся полезными, но и они в конце концов должны быть стерты. При каждом чтении испытуемый не делает попытки запомнить что-либо, хотя ему, вероятно, потребуется приложить некоторые усилия для вспоминания. Для десятка строк средней трудности достаточно четырех или пяти чтений, чтобы полностью избавиться от текста. Стихотворение и без него можно будет читать. Точно та же методика может быть использована и в обучающей машине. По мере того как буквы и слова исчезают в окне предъявления материала, ученик без всякого труда записывает их в окне для ответов.

Разработка хороших программ по истории, естественным наукам, английскому языку а другим предметам будет не простым делом. Если неясные или неточные места в учебниках еще простительны, поскольку они могут быть разъяснены учителем, материал, подаваемый машиной, должен быть внутренне замкнутым и вполне достоверным.

Есть еще и другая причина, по которой учебники, конспекты лекций и кинопленки оказывают мало помощи в подготовке программ для обучения с помощью машин. Во всех этих пособиях материал обычно излагается не в логической или исторической последовательности, а в соответствии с особыми стратегическими приемами, которые автор нашел полезными в условиях обучения в классе. Примеры, которые приводит автор, подобраны скорее для того, чтобы поддержать интерес ученика, а не для разъяснения терминов и принципов. Но как бы ни был велик труд, вкладываемый в программирование, он в конце концов окупается. Уже сама попытка обеспечить правильный ответ на каждом этапе преподавания предмета оказывается весьма плодотворной. Программист при этом обнаружит, что он привык слишком много возлагать на самого ученика, опуская существенные звенья и игнорируя важные вопросы. Ответы, которые будут даны на его программу, неожиданно выявят неясности и двусмысленности, содержащиеся в тексте программы. Несмотря на всю свою компетентность, программист может вдруг обнаружить, что ему еще осталось кое в чем пополнить знания о своем предмете. Почти наверняка он придет к выводу, что ему следует точнее разобраться в том, какие собственно изменения в поведении он стремится вызвать в ученике. Его целью будет совершенствовать программу до тех пор, пока ответы ребенка со средним уровнем развития почти во всех случаях станут правильными.

Средний учитель может увидеть в такой перспективе некую угрозу. Является ли уменьшение количества ошибок и увеличение числа правильных ответов наиболее практичным с педагогической точки зрения? Но вовсе не очевидно, что легче усваиваемое легче и забывается. Если же это окажется так, то удержание материала может быть обеспечено безболезненным повторением.

Обычно защитники трудного материала выдвигают тот аргумент, что нашей целью является не только усвоение материала излагаемого предмета. Ученика надо заставлять и учить думать. Спору нет, лучшие ученики - это те, кто усваивает материал, несмотря на нечеткое изложение предмета. Но являются ли они лучшими, потому что преодолели трудности, или же эти ученики преодолели трудности именно потому, что они лучшие ученики?

Если мы хотим научить учащегося думать, то наиболее правильным подходом будет проанализировать поведение, называемое думанием, и воспитывать его в соответствии с его спецификой. Специальная программа для воспитания такого поведения может быть разработана на базе материала, уже накопленного в логике, математике, педагогике и психологии.

ОБУЧЕНИЕ НАВЫКАМ
Прежде чем заняться попытками обучать чему-то, что так расплывчато определено, как думание, можно сделать много другого, чтобы расширить репертуар поведения детей, в том числе и дошкольного возраста. Рассмотрим, например, расчленение поведения во времени, называемое ритмом. Поведение часто оказывается эффективным только при правильной последовательности действий во времени. Индивидуальные отличия в чувстве времени (часто считаемые почти полностью врожденными) влияют на выбор профессии, на художественные интересы, а также на занятия тем или иным видом спорта. По-видимому, "чувству ритма" следует обучать, хотя в настоящее время не делается ничего для создания необходимых систем подкреплений. Машинистка в бюро, игрок в теннис, токарь или музыкант, конечно, находятся под действием внепедагогических механизмов подкрепления, воспитывающих у них точное чувство времени, но многие люди никогда не сталкиваются с такими обстоятельствами, в которых это естественное обучение проявляется в полную силу.

Мы проводили эксперименты с относительно простым устройством, которое обеспечивает необходимую систему подкреплений (фиг.6). Устройство задает ритмическую последовательность звуковых сигналов, которую ученик воспроизводит нажатием ключа. Он может нажимать ключ в унисон с устройством или повторять заданный ритм во время интервалов, предоставляемых ему для ответа. Машина отмечает каждый частный правильный ответ вспышкой света, а правильное воспроизведение всей последовательности - звонком. Вначале ученику разрешается ошибаться довольно сильно, он может делать каждое нажатие раньше или позже, чем надо. Но интервал допускаемых ошибок постепенно сужают, пока действия ученика не достигают удовлетворительной степени точности. Методика программирования в этом случае очень похожа на используемую в исследованиях с животными.


Фиг.6. Машина для развития чувства ритма.
От ученика требуется нажимать на кнопку в унисон (или с некоторым запаздыванием) с последовательностью звуковых сигналов ("звуковой узор"). Для получения подкрепления (звонком и световым сигналом) ответная реакция ученика должна попадать в ограниченные временные интервалы. На переднем плане показан общий вид устройства, задающего первичный сигнал и обрабатывающего поступающую ответную реакцию.

В другом типе обучающих машин имеется набор ритмов, из которых ученик должен выбрать тот, который как-то связан с демонстрируемым. Здесь мы имеем дело с процедурой множественного выбора, но в данном случае она оправдана, потому что предметом обучения является именно процедура выбора из некоторого множества. Цель состоит в том, чтобы научить детей быть более внимательными к видимым свойствам окружающей среды (фиг.7).


Фиг.7. Музыкальная обучающая машина.
Машина знакомит ученика с музыкальными тонами и обучает его повторению того, что он слышит. Правильный ответ содержит в себе и свое подкрепление. Программа начинается с отдельных тонов и постепенно усложняется. Программированная последовательность, воспроизводимая в данном случае вручную, может быть в дальнейшем зафиксирована на бумажной перфоленте для автоматического воспроизведения.

Такого же типа устройства могут быть снабжены программами для обучения весьма сложному поведению, такому, как индуктивное мышление. Например, ученика можно обучить продолжать серию стимулов, подчиняющихся некоторой закономерности (фиг..


Фиг.8. Машина для обучения индуктивному мышлению.
Машина демонстрирует определенную конфигурацию образов в верхней части экрана. В нижней его части на отдельных панелях расположены составляющие верхний узор элементы, из набора которых обучающийся должен выбрать правильный ответ путем последовательного прикосновения к ним пальцем. При правильном "ответе" ученик вознаграждается (подкрепление) звуковым музыкальным аккордом и световым сигналом. Дальнейшее "вознаграждение" состоит в том, что на экране вспыхивает новая задача Другой вариант задачи состоит в демонстрации в верхней части экрана последовательности окрашенных в разные цвета и разным образом ориентированных элементов. Обучающийся должен в нижней части экрана отыскать элементы, продолжающие верхнюю последовательность. Такая программа разработана Е.Лонгом и Дж.Холлэндом (Гарвардский университет) для детей шестилетнего возраста.

Обучение таким моторным навыкам, как ритм, навыкам восприятия, как подбор подходящих пар, и интеллектуальным действиям, как индуктивное мышление, редко производится в непосредственной форме. Предполагается, что учащиеся могут достигнуть высшего уровня своих знаний косвенно, усваивая содержание учебных пособий. Обычно предполагается также, что те большие индивидуальные различия, которые наблюдаются среди взрослого населения, обусловлены разницей в природных дарованиях. Но совершенно не изучена возможность того, что эти различия могут быть вызваны влиянием окружающих условий, особенно в раннем периоде жизни учащихся. Внешняя среда мало способствует поддержанию и развитию у маленьких детей ритмических и музыкальных способностей, навыков в различении форм и т.п. Пока мы не устранили результаты влияния окружающей среды, мы не имеем права видеть в этих различиях наследственные ограничения. Не исключено, что и в будущем сохранятся большие различия в способностях людей, в том числе и такие, которые мы расцениваем сегодня (весьма упрощенно) как разницу в интеллекте, но несомненно и то, что все население может быть поднято на более высокий уровень в отношении квалификации и успехов в жизни.

НОВАЯ РОЛЬ УЧИТЕЛЯ
Чтобы достичь всего этого, мы должны заново проанализировать поведение человека и разработать полный комплекс приемов обучения, соответствующих поставленной цели. Несомненно, что нам потребуется много различных типов обучающих машин, в связи с чем возникнет множество практических проблем. Все это не приведет к сокращению потребности в учителях или к снижению их роли. Напротив, использование машин позволит учителю высвободить время и труд для решения гораздо более важных вопросов. Уже имеющиеся в нашем распоряжении машины позволяют учителю выполнять в классе более важные творческие функции, чем функция "мастера натаскивания" (drill-master). Предоставив машине выполнение доступных "механизации" функций, учитель в полной мере проявит себя в своей подлинной роли, которую может выполнить только человек.

Возникнут и проблемы организационного характера. Одна из основных причин неэффективности современной системы образования состоит в попытках обучать целую группу учеников с одной и той же скоростью. Нам вполне ясно, что это нехорошо для учеников, которые способны продвигаться быстрее, но мы не имеем достаточного представления о том, какой вред мы наносим тем, кто усваивает медленно. Вовсе не очевидно, что медлительный ученик обязательно туп, но при нашей системе он быстро отстает и становится все менее и менее способным двигаться в избранном учителем темпе. При помощи правильно разработанных машин и программ медлительный ученик, имея возможность работать в свойственном ему нормальном темпе, сможет подняться до такого уровня развития, о каком мы до сих пор не могли и мечтать.

Ступени обучения (классы) приобретут новое смысловое значение, соответствующее в основном количеству проработанного учеником материала. Даже архитектура школьных зданий, возможно, изменится; кроме того, может оказаться ненужной дальнейшая централизация школьного дела. Все это, несомненно, потребует затрат, но это будут затраты на развитие величайшей ценности страны - продуктивности, счастья и творческих способностей ее населения.

Н.КРAУДЕР
ВНУТРЕННЕЕ И ВНЕШНЕЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
[Crowder N.A., "Intrinsic and extrinsic programming", в кн. Programmed Learning and Computer-Based Instruction, Proc. Conf. on Application of Digital Computers to Automated Instruction, ed by J.E.Coulson, New York, London, 1961, pp.58-66]

Применение современной вычислительной техники в обучающих машинах сразу же ставит перед нами некоторые фундаментальные вопросы в отношении автоматизированного обучения. Прежде всего мы должны четко определить структурные различия между ЛИНЕЙНЫМ, или, как я его называю, "нереагирующим" ("nonresponsive") программированием, и РАЗВЕТВЛЕННЫМ, или "реагирующим" ("responsive"), программированием. Нам необходимо рассмотреть также теоретические основы этих структурных различий.

Характерной особенностью всех методов применения обучающих машин является то, что они требуют или по крайней мере предоставляют обучаемому возможность активного ответа через короткие промежутки на протяжении всего времени прохождения программы. В течение длительного времени существуют два теоретических направления, объясняющих мотивы ответа обучаемого. Эти два направления развивались независимо одно от другого и имеют различную теоретическую основу.

Одно из этих направлений, уходящее корнями в классическую экспериментальную психологию, рассматривает ответ ученика как неотъемлемую завершающую часть процесса научения и в силу этого как его закономерную цель. Представители этого направления не считают нужным как-либо иначе использовать ответ ученика, удовлетворяясь его предполагаемым влиянием на самого ученика. Так как ответ не используется для управления программой, она получается линейной, или "нереагирующей".

Второе направление, опирающееся на дифференциальную психологию, стремится прежде всего использовать ответ ученика для управления программированным материалом, который предъявляется данному ученику. Сторонники этого второго направления обычно предпочитают опускать вопрос, как ИМЕННО произошел акт научения, сосредоточивая внимание на возможности определять на каждом шаге программы, происходит ли фактически научение. При наличии такой информации в удобной для использования форме программа получает возможность автоматически видоизменяться до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат для данного ученика в данный момент времени.

Второе направление рассматривает ответ обучаемого как исходное сообщение, необходимое для управления разветвленной, или "реагирующей", программой. Влияние ответа на самого обучаемого имеет не меньшее значение, чем возможность его использования для автоматического управления и модификации обучающей программы. Однако когда мы рассматриваем использование вычислительного устройства для приспособления обучающей программы к нуждам конкретного ученика, мы прежде всего заинтересованы в использовании ответа для управления ветвлением. Для того чтобы в полной мере использовать возможности имеющейся в нашем распоряжении вычислительной машины, мы должны уяснить себе, что разветвленная программа обладает совсем иными структурными характеристиками, чем линейная, и соответственно иными возможностями.

Я умышленно подчеркнул тот факт, что управление с помощью вычислительного устройства подразумевает использование разветвленной программы; сделал я это потому, что широкий интерес к разветвленным программам пробудился сравнительно недавно. Еще несколько месяцев назад я слышал, как кто-то говорил о нас, как о "крикливом меньшинстве", и предлагал не судить о нас по тому количеству шума, который мы производим. По числу присутствующих на данной конференции можно считать, что наши ряды несколько пополнились, хотя, быть может, и за счет менее шумных людей.

Есть два важных аспекта разветвленного (или "реагирующего") программирования, которые мне хотелось бы рассмотреть, прежде чем перейти к основному вопросу - выбору определенных методов в пределах общей области "реагирующего программирования". Во-первых, я могу предсказать, что в разветвленных программах по чисто практическим причинам в основном будут использоваться не конструируемые ответы, а ответы множественного выбора. Дело в том, что обучающей машине в любом ее варианте очень просто и удобно сообщить, какую из предложенных альтернатив выбрал обучаемый, и заставить ее на основе этого выбора произвести соответствующие действия. Но при современном уровне техники практически невозможно заставить обучающую машину "узнать", какой ответ был дан, если обучаемый написал или "сконструировал" свой ответ. Эти чисто практические соображения были, естественно, основной причиной, в силу которой я с самого начала отдал предпочтение ответам по схеме множественного выбора; более того, если я правильно понимаю выполненные в прошлом году исследования, теоретические обоснования в пользу конструируемого ответа были отвергнуты экспериментальными данными. Пользуясь образным выражением Дж.Эванса, ответам множественного выбора сейчас разрешили сидеть за одним столом с конструируемыми ответами. По крайней мере это справедливо по отношению ко всем исследовательским центрам к югу от Бостона [В Бостоне находится Гарвардский университет, где работает Скиннер, выступающий против методики пассивных ответов множественного выбора,- Прим. ред.].

В некоторых любопытных случаях, однако, разница между конструируемыми ответами и ответами множественного выбора исчезает. Речь идет о тех случаях, когда круг разумных ответов строго ограничен конечным числом. Существует не более 26 возможных альтернатив написания следующей буквы в задаче по правописанию [Английский алфавит содержит 26 букв.- Прим. ред.], 10 альтернатив для следующей цифры в задаче по десятичной арифметике и только 2 альтернативы в задаче по двоичной арифметике. В этих случаях различие между ответами множественного выбора и конструируемыми ответами исчезает.

Мое второе замечание по поводу разветвленных программ состоит в том, что когда мы фокусируем внимание на ответе обучаемого, как на основном факторе, необходимом для функционирования нашей разветвленной программы, а не как на части процесса научения КАК ТАКОВОГО, мы убеждаемся в том, что вопросы в нашей программе могут выполнять множество разнообразных функций и что эти различные функции требуют ответов разного типа. Обычный вопрос к типичному шагу программы должен иметь целью:
1) определить, усвоил ли обучаемый только что предъявленный ему материал;
2) выбрать соответствующий корректирующий материал, если обучаемый его не усвоил;
3) обеспечить выполнение необходимых упражнений по соответствующему пункту программы;
4) поддержать состояние активной работы обучаемого над материалом;
5) выполнить определенные мотивационные функции, если обучаемый правильно ответил на вопрос.

Вполне возможно, однако, что составляя разветвленные программы, мы будем вписывать в них вопросы, которые не служат ни одной из перечисленных целей. Может возникнуть необходимость задать очень трудный вопрос или краткую серию таких трудных вопросов, чтобы определить, может ли ученик пропустить целый раздел материала. Такой вопрос может не выполнять ни одной из функций, которым он служит в обычном случае. Хотя это представляется очевидным, я хочу указать, что вовсе не обязательно, чтобы все шаги программы и связанные с ними вопросы выполняли одну и ту же функцию и, следовательно, имели одни и те же структурные и статистические свойства. Например, мне представляется желательным, чтобы в каждом обычном шаге программы (если таковой существует) не более 15% учащихся выбирали неправильный ответ. Однако в основной ветви программы должен содержаться вопрос, на который не смогли ответить бы правильно до 90% всех учащихся.

Менее очевидным, пожалуй, является тот факт, что альтернативы в пределах одного ответа множественного выбора могут также служить различным целям и вызывать различные последствия. Одна альтернатива может быть включена для того, чтобы выловить определенную частную ошибку, и приводит к одному корректирующему кадру. Другая альтернатива может приводить к серии кадров для исправления ошибки. Третья альтернатива, наконец, может обнаружить ошибку в понимании какого-то предыдущего пункта материала и отошлет обучаемого к этому пункту для его повторного прохождения. Предусмотреть все такие возможности не представляет особого труда.

После такого непредумышленно долгого вступления о целесообразности "реагирующих" программ я хотел бы рассмотреть теперь некоторые способы осуществления разветвленного программирования. Можно различать два основных типа разветвленных программ. В программах одного типа существует однозначное соответствие между ответом, выбранным обучаемым, и материалом, который ему после этого предъявляется. Так, выбор ответа отсылает ученика к определенной странице разветвленного учебника или требует нажатия определенной кнопки на обучающей машине, в результате чего перед ним появляется определенный, заранее предусмотренный кадр. Такой тип "реагирующего" программирования не требует применения вычислительного устройства для того, чтобы на основании выбора ответа учеником принять решение о том, какой материал должен быть предъявлен ему в следующем кадре. Я называю этот тип "реагирующего" программирования "ВНУТРЕННИМ ПРОГРАММИРОВАНИЕМ". Когда же в дополнение к ответу ученика используются другие сведения, такие, например, как его предыдущие ответы, а для выбора следующего кадра выполняется вычисление, мы имеем то, что я называю "ВНЕШНИМ ПРОГРАММИРОВАНИЕМ".

Здесь мне хотелось бы сделать одно замечание исторического характера. Когда я впервые начал работать в этой области в 1955г., я исходил из предположения, что любой тип программы для самообучения может быть классифицирован в соответствии с методом, с помощью которого осуществляется ветвление; поэтому я и ввел термины "внутреннее" и "внешнее" программирование для различения двух типов управления программой, о которых я только что говорил. Мне не приходило тогда в голову, что кто-либо может серьезно предложить программу для самообучения, в которой не предусмотрены какие-то средства для автоматического изменения программы с целью ее приспособления к индивидуальным потребностям различных учащихся.

Методика внутреннего программирования имеет то серьезное преимущество, что для ее применения не требуется сложная вычислительная техника. Применяя относительно простые приспособления (по сравнению с предлагаемыми сейчас сложными электронными вычислительными машинами), можно реализовать весьма сложные варианты разветвленных программ. Простейшее приспособление для использования методики внутреннего программирования - "разветвленный учебник", или "Тьютор-текст".

В принципе в "разветвленном учебнике" можно использовать любую разветвленную программу, которая зависит только от предыдущих выборов ответа обучаемым. Это сразу видно из фиг.1, на которой показана трехшаговая программа с двумя выборами для каждого шага. Разные ученики попадают в различную точку на третьем шаге в зависимости от выбора ответов на предыдущих стадиях, хотя мы ни на одном шаге не учитывали никаких данных, кроме положения ученика в настоящий момент и его непосредственного выбора.


Фиг.1. Ветвящаяся программа для разветвленного учебника: трехшаговая программа с двумя выборами для каждого шага.

Из фиг. 1 можно было бы заключить, что число необходимых страниц, или "адресов", чрезвычайно быстро возрастает при увеличении числа шагов программы. Практически этого, однако, не происходит, так как большая часть предыдущих ответов ученика, вероятно, не имеет отношения к выбору его пути в каждом данном пункте программы. Если мы разовьем эту мысль до предела, мы получим тип программы, показанный на фиг.2 и представляющий простейший вариант ветвящейся программы.


Фиг.2. Упрощенная ветвящаяся программа для разветвленного учебника.

При такой схеме ветви, соответствующие ошибкам "обрезаны", и ученик возвращается после исправления ошибки к той точке, где произошло разветвление что показано на схеме двойными стрелками. При таком характере программы число страниц остается в терпимых пределах.

Более сложная, но все еще практически применимая программа показана на фиг.3. Отличительная черта этой программы состоит в том, что ученик, сделавший ошибку в шаге А, отсылается к дополнительной серии кадров, которая в конечном счете может привести его к следующему шагу (шаг Б), но только при условии, что он успешно минует контрольный вопрос А', который в основном охватывает тот же материал, что и вопрос А. Здесь можно опять отметить, что в данной схеме единственными сведениями, необходимыми для определения дальнейшего материала, являются данные о положении обучаемого в настоящий момент и его ближайший выбор. В силу этого такой тип разветвленной программы может быть использован в столь простом приспособлении, как разветвленный учебник.


Фиг.3. Ветвящаяся программа с ответвлениями для "дополнительных занятий".

В несколько более сложном приспособлении "Аутотьютор, Марк II" [Внешний вид этого устройства показан на фиг.Е.11 (далее).- Прим. ред.] применяется аналогичный материал, но добавляются некоторые новые возможности управления. Учебный материал представляет собой микрофильм на 35-мм пленке, проецируемый на небольшой экран. В распоряжении обучаемого 10 кнопок, которые он использует для ответа на вопросы. Реальный эффект нажатия "каждой из этих 10 кнопок состоит в следующем:
- Кнопка И возвращает фильм на 19 шагов;
- -"- З продвигает -"- на 15 -"-;
- -"- Ж -"- -"- на 13 -"-;
- -"- Е -"- -"- на 11 -"-;
- -"- Д -"- -"- на 9 -"-;
- -"- Г -"- -"- на 7 -"-;
- -"- В -"- -"- на 5 -"-;
- -"- Б -"- -"- на 3 шага;
- -"- А -"- -"- на 1 шаг;
- -"- О возвращает -"- обратно на предыдущую позицию.

Кнопки от А до И обычно используются учеником для ответа на вопросы множественного выбора. Нажатие каждой кнопки продвигает фильм на указанное выше количество шагов. Если обучаемый выбрал правильный ответ, кадр, который он увидит, будет содержать новый материал и новый вопрос. Если ученик теперь вновь нажимает одну из кнопок от А до И для ответа на новый вопрос, фильм продвинется на соответствующее число шагов уже с этой новой позиции. Если ученик выбрал неправильный ответ, то в простейшем случае ему будет предложен материал, помогающий исправить ошибку; затем ему будет предложено нажать кнопку "О" (т.е. "обратно"), в результате чего машина выполнит операцию, обратную предыдущей, и ученик возвратится к исходному кадру для повторной попытки ответить на вопрос. Это именно та последовательность действий (только в несколько более удобной реализации), которая имеет место при работе с разветвленным учебником. Однако, располагая материал внутри машины, в которой управление им осуществляется механически, мы имеем возможность добавить некоторые новые и весьма интересные элементы управления. Они вводятся с помощью кода для каждого кадра фильма и определяют те кнопки на машине, которыми ученику разрешается пользоваться для данного кадра. Для машины "Аутотьютор, Марк II" имеются четыре кода, выполняющих следующие функции.

КОД "X". Все кнопки работают. Этот код обычно используется для кадра, соответствующего правильному ответу. Обучаемый только что выбрал правильный ответ на предыдущий вопрос; мы удовлетворены его действиями, и у нас нет причин ограничивать их. У обучаемого также нет причин делать что-либо иное, кроме того, что мы хотим от него, т.е. выбрать ответ на новый вопрос. Если обучаемый пожелает вновь просмотреть предыдущий вопрос, на который он только что дал правильный ответ, он легко может сделать это, нажав кнопку "Обратно", которой ему также разрешено пользоваться.

КОД "Z". Работает только кнопка "Обратно"; все другие кнопки выключены. Этот код обычно используется для одиночного ошибочного кадра. Ученик сделал ошибку, и мы хотим, чтобы он прочитал дополнительный материал для ее исправления, а затем возвратился к первоначальному вопросу. Для этого мы создаем такую ситуацию, когда работает только кнопка "Обратно".

КОД "Y". Работают только кнопки от А до З. Этот код используется при таком неправильном ответе, когда необходимо ввести целую серию корректирующих кадров. Ученик сделал ошибку; мы хотим, чтобы он проработал всю серию корректирующих кадров для ее исправления. Но мы определенно не хотим, чтобы он возвратился обратно к первоначальному вопросу и сделал дополнительную попытку выбора другого ответа. Именно поэтому кнопка "Обратно" и не работает при таком кадре.

Код "W". Работает только кнопка И. На машине "Марк II" кнопка И - единственная, которая возвращает фильм назад. При коде "W" она используется, чтобы вновь возвратить ученика к ранее пройденному материалу для его повторения. Ее можно использовать как для простого повторения только что пройденного материала, так и для того, чтобы с помощью серии таких возвращений отослать ученика к началу целого раздела программы.

Используя такие коды, которые появляются на каждом кадре учебного материала и считываются двумя фотоэлементами машины, можно добиться большей гибкости и в то же время сохранить полный контроль над предоставляемыми ученику выборами. На фиг.4 показано применение такого кодирования к серии шагов, ранее изображенных на фиг.3. Ученик действительно не может продвинуться, скажем, от кадра 1 до кадра 400, не выполнив всех условий, которые предусмотрены для этого пути.


Фиг. 4. Применение кода в разветвленной программе машины "Аутотьютор".

Можно задать интересный вопрос: использует ли "Аутотьютор, Марк II" при применении только что описанных кодов внешнее или внутреннее программирование? Это - вопрос определения, но к какому бы ответу мы ни пришли, останется справедливым, что мы используем только сведения, касающиеся положения ученика в данный момент, только кадр, который он в этот момент рассматривает, и только ближайший выбор ученика, чтобы определить, каков должен быть его следующий шаг.

Я столь подробно остановился на разветвленном учебнике и машине "Аутотьютор", чтобы дать некоторое представление о сложности программ, которые могут быть использованы даже без применения более сложных видов вычислительной техники. Фактически я, конечно, рассмотрел в данной статье не законченные программы, а лишь маленькие отрывки реальных программ.

В заключение мне хотелось бы сделать еще одно замечание, касающееся использования сложных форм управления обучающими машинами. Мне представляется, что при составлении программы основное внимание должно уделяться логике самого учебного предмета. Никакими чудесами вычислительной техники нельзя заменить ясного, хорошо написанного программированного материала. Очень жаль, что это так, ибо гораздо проще вычертить логические схемы для программ к вычислительным устройствам, чем написать эффективный текст для учебной программы. Тем не менее именно материал в конечном счете определяет успех программы. Я убежден, что область программированного обучения начинает освобождаться от ограничений, связанных с приверженностью к чрезвычайно упрощенному взгляду на процесс научения. Мне было бы очень жаль, если бы программированное обучение немедленно подпало под другой вид ограничений в связи с возможностью использования очень сложных формальных методов управления за счет ослабления внимания к самому учебному материалу.

ДЖ.ФИНН И Д.ПЕРРЕН
ОБРАЗЦЫ ОБУЧАЮЩИХ МАШИН
[Глава из обзора: Finn J.D., Perrin D.G., Teaching Machines and Programed Learning, a Survey of the Industry, 1962, US Department of Health and Welfare, Office of Education, Washington, 1964, pp.33-49]

На последующих страницах представлены фотографии свыше 80 образцов обучающих устройств.

Материал в большинстве случаев расположен по мере возрастания сложности устройства, начиная от наиболее простого и дешевого оборудования и кончая сложными машинами, включающими электронно-вычислительные системы и системы внутриклассной связи.

В настоящее время в этой области еще не имеется стандартов; до сих пор проведено сравнительно мало испытаний такого оборудования, и опыт работы с ним невелик. Одна из целей настоящего обзора - снабдить всех, кто заинтересован в этом, соответствующей информацией, с тем чтобы желающие экспериментировать в этой области знали, где они могут найти нужное оборудование.

Необходимо указать, что объединенный комитет трех американских организаций - Ассоциации педагогических исследований [American Educational Research Association], Ассоциации психологов [American Psychologies Association] и Департамента аудио-визуального обучения Национальной ассоциации просвещения [Department of Audio-Visual Instruction of the National Education Association (NEA)] - теперь приступает к работе над стандартами в области программированного обучения и обучающих машин.

Следует отметить также, что не все из приведенных ниже образцов действительно доступны для приобретения. Со времени написания этого обзора многие модели изменились, внесены различные усовершенствования как в схемы устройств, так и в технологию их производства.

Описания, которыми сопровождаются фотографии, ограничиваются разъяснением существенных особенностей работы каждого конкретного образца. Преподаватель, желающий использовать эти устройства для обучения, должен отчетливо представлять себе те функции, выполнение которых он считает желательным в своем оборудовании. Вообще говоря, чем больше в программу заложено операций управления, ответов и подкреплений, тем более сложное требуется оборудование. Способ подачи материала также является важным обстоятельством. Для печатных пособий характерно ограничение программ текстовым материалом, а ответов - соответствующим речевым поведением. Аудио-визуальные пособия существенно расширяют область используемых стимулов, а возможность дачи устного ответа меняет характер требуемого от учащегося поведения.

Подчеркнем еще раз главное условие: прежде чем приступать к выбору оборудования для выполнения определенной задачи, преподаватель должен четко представлять себе поставленную задачу.

А. ПЕЧАТНЫЙ МАТЕРИАЛ. ОБУЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПРОСТЕЙШЕГО ТИПА


Фиг.А.1. "ALPHA" (фирма A-Alpha Pattern & Mfg. Co.). Устройство с маской для письменного ответа. Ответы множественного выбора пробиваются на приложенной сбоку полоске бумаги незаточенным концом карандаша. Расположенные под бумагой условные метки указывают правильный ответ.


Фиг.А.2. "AUTOSCORE" (фирма Consolidated Litho). Для ответа используется кисточка, смоченная в воде. Химические реактивы, нанесенные на ответный лист, изменяют цвет данного участка текста при увлажнении на красный или зеленый, обеспечивая немедленное узнавание результата и предотвращая возможность внесения изменений в сделанные ответы.


Фиг.A.3. "VERTIMASK", "SLIDE-A-MASK" (фирма Dyna Slide Co.).
Обучающийся, пользуясь любым из этих двух приспособлений, может проходить программу со свойственной ему скоростью.


Фиг.А.4. "TEMAC" (фирма Encyclopaedia Brittanica Films).
Программа, разработанная для использования в специальной рамке с общей скользящей маской. Обучаемый дает ответ на отдельном листе, а затем сравнивает его с правильным.


ФИГ.А.5. "E-Z SORT INSTRUCTOCARD" (фирма E-Z Sort Systems).
Карточки, перфорированные по краю, выбираемые при помощи отборочного штифта, помогают обучающемуся усваивать программу. Использование карточек позволяет одну и ту же программу распределять среди целой группы обучаемых.


Фиг.А.6. "ATRONIC PORTABLE TAG" (фирма General Atronics).
Ответный лист с приспособлением для письменных ответов и ответов множественного выбора. Каждой программе соответствует своя пластинка с ответами. При правильном ответе шариковая ручка прокалывает отверстие в бумаге.


Фиг.А.7. "PUNCHBOARD" (фирма Instrument Research).
Перфорационная доска для использования перфокарт фирмы IBM с передвижной маской. При правильном ответе стержень-перфоратор проходит на полную глубину в соответствующее отверстие, что и является подкреплением для ответа обучаемого. Обман невозможен.


Фиг.А.8. "JENSEN's TUTOR" (фирма Jensen, Gerald L.).
Ответные листы в виде конвертов семи различных форматов, допускающие 25 видов ответов. Листы могут переставляться и переворачиваться. Для ответа надо сделать карандашом или шариковой ручкой прокол в надлежащей клетке.


Фиг.А.9. "SELF TRAINER" (фирма Management Research).
Ответное устройство, выпускаемое в нескольких форматах для 10 и 24 вопросов с ответами множественного выбора. Обучаемый выбирает один из пяти возможных вариантов ответа и срывает листок, открывая оценку за свой ответ. Обман невозможен.


Фиг.А.10. "LEARN EASE" (фирма National Blank Book Co.).
Держатели и папки для программированных учебных пособий с маской, скользящей по направляющим. Может изготовляться в двух вариантах, открывающихся сбоку или сверху.


Фиг.А.11. "TRAINER-TESTER" (фирма Renner Inc.). Программы с ответами множественного выбора, скрытыми под серебряной краской. Обучающийся стирает слой краски, скрывающий избранный им ответ, и получает соответствующее подкрепление.


Фиг.А.12. "TRAINER-TESTER" (фирма Van Valkenburgh).
Лабораторное оборудование Simulator Kits включает письменную информацию, карты и схемы вместе со специальными "ответными листами" на которых обучающийся, чтобы убедиться в правильности данного им ответа должен стереть слои защитной серебряной краски.

Б. ПЕЧАТНЫЙ МАТЕРИАЛ. ПИСЬМЕННЫЙ ОТВЕТ


Фиг.Б.1. "ALPHA" (фирма A-Alpha Pattern & Mfg. Co.).
Рулон бумаги с отдельной лентой для ответов. Ответы множественного выбора даются путем пробивания отверстия в одном из четырех гнезд незаточенным концом карандаша. Расположенные под лентой метки указывают правильный ответ. Обман невозможен.


Фиг.Б.2. "AVTA 110" (фирма Avta Corporation). Бумажная лента шириной 15см в сменных кассетах с отдельной ответной лентой. Обман невозможен. В продаже имеются различные модели.


Фиг.Б.3. "AVTA 440" (фирма Avta Corporation).
15-сантиметровая бумажная лента и отдельная ответная лента в легко заряжаемых кассетах. Встроенное звуковое устройство допускает использовать программы аудио-визуального типа. Обман невозможен.


Фиг.Б.4. "ТМ-3 DISCOVERER" (фирма Billerett Company).
Программа на бумажном ролике с широкой ответной лентой и значительным местом, отведенным для письменных ответов. Обман невозможен. Обучающийся отмечает правильные ответы проколом, чтобы облегчить исправления.


Фиг.Б.5. "EDUMATOR" (фирма Consolidated Litho).
Программа, напечатанная на обеих сторонах бумажной ленты, свернутой в рулон; возможна зарядка отдельной ответной ленты. Дешевая картонная конструкция. Может ставиться на полку, как книга.


Фиг.Б.6. "ED-U-DATA" (фирма Ed-u-Cards Mfg. Corp.).
Программа отпечатана на листах бумаги. Обучаемый отвечает, а затем нажимает на поле ответа, чтобы получить подкрепление. Свет, зажигающийся изнутри, позволяет увидеть правильный ответ скеозь бумагу.


Фиг.Б.7. "CYCLO TEACHER" (фирма Field Enterprises).
Программа на дисках с отдельными ответными дисками Описание дано во Всемирной книжной энциклопедии (World Book Encyclopedia).


Фиг.Б.8. "VISITUTOR" (фирма Hamilton).
Программа на карточках с отдельным листом для ответов, продвигающимся синхронно с продвижением программы. При неправильном ответе рядом с ним должен быть вписан правильный ответ.


Фиг.Б.9. "KOG-7" (фирма Konctpt-O-Graph Corp.).
Программа напечатана на стандартных листах бумаги для мимеографа размером 22*28см с отдельной ответной лентой. Возможно использование разнообразных программ, находящихся в обращении. Управляется правой или левой рукой. Обман невозможен.


Фиг.Б.10. "MODEL #3" (фирма National Communication Labs).
Учебная игра для индивидуального и группового использования. Программа напечатана на бумажных листах размером 12.7*12.7см, вставленных в пластмассовый гибкий корпус. В комплект входят песочные часы и футляр для хранения дополнительных программ.


Фиг.Б.11. Опытная модель (фирма National Ed. Systems).
Программа на бумажном рулоне шириной 20см. Панель для письменных ответов, которые могут быть стерты. Внутри машины предусмотрено место для хранения дополнительных программ.


Фиг.Б.12. "FERSTER TUTOR" (фирма Programed Teaching Aids).
Программа в виде рулона шириной 15см с отдельной лентой для ответов или в виде рулона шириной 21.6см, на котором ответы пишутся рядом с программой. Рулон длиной 13м с текстом, напечатанным на обеих сторонах бумаги, обладает большой емкостью хранения информации. Футляр из прочного картона.


Фиг.Б.13. "FORINGER 2002" (фирма Programed Teaching Aids).
Программа напечатана на бумаге шириной 21.6см, сложенной гармошкой. Отдельная лента для ответов. Сменная крышка, меняющая размеры видимого поля. Предусмотрена "подсказка". Обман невозможен.


Фиг.Б.14. Модель без названия (фирма Staten, J.F.).
Пластмассовая кассета для программы, напечатанной на бумажной ленте. Перемещение ленты только в одном направлении исключает возможность обмана. Большие размеры видимого поля позволяют использовать программы различных форматов,


Фиг.Б.15. "DIDAK 501" (фирма Rheem Califone).
Программа отпечатана на бумаге шириной 21.6см, сложенной гармошкой; отдельная ответная лента. Переменная ширина видимого поля. Предусмотрена "подсказка". Обман невозможен. Счетчик оценок приводится в действие обучающимся.


Фиг.Б.16. "MIN/MAX", модель для работы в домашних условиях (фирма Teaching Machines).
Ппогпямма на листах бумаги форматом 21.6*28 см (или половинного размера). Переменная величина видимого поля. Обман невозможен. Программа перемещается резинкой на конце карандаша.


Фиг.Б.17. "МIN/МАХ", модель II (фирма Teaching Machines).
Программа на листах бумаги форматом 21.6*28см (или половинного размера). Переменная величина видимого поля. Обман невозможен. Модель II специально разработана для применения в школах.


Фиг.Б.18. "UNIVOX" (фирма Universal Electronics).
Программа на листах бумаги форматом 21.6*28см. Обман невозможен. Открывается сверху для удобства перезарядки.

В. Печатный материал. КНОПОЧНЫЙ ОТВЕТ


Фиг.В.1. "AUTOSCORE", модель A, Mark II (фирма Astra).
Программа на картонных листах размером 21.6*28см. Ответный код пробит в верхней части листа. Вопрос, на который требуется ответить, отмечается световым сигналом. Ответ дается электрическим пробником. Множественный выбор ответа из пяти возможных. Обман невозможен.


Фиг.В.2. "COMPARATOR" (устройство для обучения арифметике). Программа на отпечатанных листах для мимеографа размером 21.6*28см или в виде блокнота. Ответ дается нажатием кнопок. Правильный ответ подкрепляется щелчком в наушниках.


Фиг.В.3. "ATRONIC TUTOR 580" (фирма General Atronics).
Программа в виде книжек размером 15*15см. Выбор из четырех возможных ответов. При нажатии ключа, соответствующего правильному ответу, страница переворачивается и открывается следующая. Счетчик регистрирует полное число ответов.


Фиг.В.4. "STAR 2760" (фирма HRB-Singer).
Программа прилагается отдельно. Ответные листы размером 20.3*26.7см выполнены в виде перфорированных карт. При помощи электрического щупа регистрируется число ответов. При правильном ответе загорается световой сигнал.


Фиг.В.5. "TUTOR-MATIC" (фирма MultiMatic).
Программы напечатаны на дисках. Ответ вводится с помощью алфавитно-цифрового кода. Счетные и временные характеристики установки допускают работу как в режиме обучения, так и в режиме проверки. Два прибора могут быть соединены электрически для обеспечения взаимной тренировки обучающихся. Выпускается несколько моделей.


Фиг.В.6. "DEVEREUX TEACHING AID #90" (фирма Smith Harrison).
Прибор предназначен для отработки 24 задач на умножение. Обучающийся набирает ответ на вращаемых переключателях. Световой или звуковой сигнал служит подкреплением при правильном ответе. Обман невозможен.


Фиг.В.7. "DEVEREUX TEACHING AID #50" (фирма Smith Harrison).
Программа на листах блокнота размещается на лицевой панели прибора между двумя рядами кнопок. Обучающийся набирает код задачи (вопроса) и выбирает подходящий ответ. Правильный ответ подкрепляется световым и звуковым сигналами.


Фиг.В.8. "DEVEREUX TEACHING AID #80" (фирма Smith Harrison).
Программа на специальных картах. Предварительно обучающийся набирает код задачи (вопроса). На каждой карте - шесть позиций, каждой из которых удовлетворяют три ответа, выбираемые из шести возможных. Обман невозможен.


Фиг.В.9. "DIDAK 601" (фирма Rheem Califone).
Программа на бумаге шириной 12.7см, сложенной гармошкой. Обучающийся нажимает на подвижной клавиш, соответствующий выбранному ответу. При правильном ответе программа продвигается дальше. Автоматический учет успеваемости. Возможен последующий анализ эффективности программы.


Фиг.В.10. "MEMOTUTOR" (фирма USI Robodyne).
Программа на бумажной ленте. Обучающийся приводит в соответствие содержимое правого и левого окошек. Ошибки подсчитываются машиной.


Фиг.В.11. "OMNIBOX TEACHALL" (фирма U.S. Photo Supply Co.).
Выбор из пяти ответов на каждую из программных карточек размером 7.6*11.4см. При правильном ответе карточка меняется, звенит звонок и вспыхивает зеленый свет.

Г. ПРОЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ. АУДИО-ВИЗУАЛЬНЫЕ МАШИНЫ


Фиг.Г.1. "INSTRUCTRON" (фирма American Systems).
Программа записана на фотопленке шириной 16мм, синхронизированной с магнитофонной записью.


Фиг.Г.2. "INSTRUCTRON М/61" (фирма American Systems).
Программа в серии кассет, содержащих каждая отрезок 35-мм пленки и стандартную диктофонную запись. Автоматическая подача материала. Возможны остановки, смены или повторения кадров.


Фиг.Г.3. "ACS PORTABLE AUDIO-VISUAL UNIT* (фирма ACS). Программа на 35-мм диапозитивах, синхронизованных с кассетой магнитной записи со скоростью 4.8см/сек. Быстрая перемотка ленты. Смена материала производится автоматически или вручную. Ключевое устройство для ответов разрабатывается.


Фиг.14.Г.4. "LANGUAGE-ON-LOCATION TUTOR" (фирма Anirama).
Программа на отдельных кадрах 35-мм пленки, расположенных в специальном магазине большой емкости. Синхронизация с магнитофонной записью. Обучаемый по желанию может управлять сменой кадров в любом направлении.


Фиг.Г.5. "AV-MATIC" (фирма Du Kane).
Программа на одиночных кадрах 35-мм пленки подается автоматически, синхронно с проигрыванием записи на грампластинке.


Фиг.Г.6. "EXECUTIVE MODEL #300" (фирма Execugraf).
Программа в виде двухкадровых отрезков 35-мм пленки, помещенных в кассету, синхронизованную с магнитной лентой (9.5см/сек). Возможны прямая и обратная смена диапозитивов. Различные модели.


Фиг.Г.7. "AUDIO GRAPHIC INSTRUCTOR" (стандартная модель, фирма Graflex).
Используются 35-мм диапозитивы, синхронизованные с кассетами магнитной записи (9.5см/сек). Имеется возможность подключения отдельного проектора и звуковоспроизводящего устройства, что позволяет демонстрировать материал большой группе слушателей.


Фиг.Г.8. "D-SCOPE PROJECTOR" (фирма Gray Mfg. Co.).
Звукодиапозитивы с трехминутным звуковым сопровождением на винтовой дорожке; ширина диапозитива 35мм. Возможность выбора любого порядка следования звукодиапозитивов.


Фиг.Г.9. "TELEGUIDE" (фирма La Belle).
Используются 35-мм пленочные диапозитивы в сочетании с магнитной лентой или грамзаписью.


Фиг.Г.10. "AUDIOVISION, MARK IV" (фирма Leotron). Магазин 35-мм диапозитивов, синхронизованный с кассетой магнитофонной записи.


Фиг.Г.11. "Model TR-1655" (фирма Picture Recording Co.).
Программа на 35-мм диапозитивах, синхронизованных с записью на магнитофонной ленте. Смена материала производится автоматически или вручную.


Фиг.Г.12. "AUTOGUIDE" (фирма Radio Corp. of America).
Магазин с набором 35-мм диапозитивов, синхронизованных с кассетой четырехдорожечной магнитной ленты (9.5см/сек). Предусмотрена возможность записи; имеется дистанционное управление.

Д. ПРОЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ. ПИСЬМЕННЫЙ ОТВЕТ


Фиг.Д.1. "FRONT PROJECTION MODEL" (фирма Concord Control).
Программа на 35-мм пленке и (или) карточках размером 10.8*12.7см. Сопряженная ответная лента. Предусмотрен учет успеваемости. Обман невозможен. Для хранения и переноски складывается в портативный чемоданчик.


Фиг.Д.2. "REDI-TUTOR" (фирма Du Kane).
Программа на 35-мм пленке в виде отдельных кадров или полукадров с сопряженной ответной лентой. Обман невозможен.


Фиг.Д.3. "MICRO-AID" (фирма Graf lex).
Программа на 35-мм пленке в виде полукадров. Ответ записывается в специальном блокноте или на ответном листе, после чего особый щиток открывает правильный ответ.


Фиг.Д.4. "VISITUTOR-FILMCARD MODEL" (фирма Hamilton).
Программа на 35-мм пленочных диапозитивах в картонных футлярах. Обучающийся отвечает на сопряженном ответном листе, и если он неправ, должен вписать правильный ответ, прежде чем продолжит изучение материала.


Фиг.Д.5. "MENTOR" (фирма Recordak).
Тонкий картонный футляр размером 7.6*30.4см содержит 200 кадров 16-мм микрофильма. Ответы регистрируются при помощи вспомогательного ответного устройства.


Фиг.Д.6. "TEACHING MACHINE" (опытная модель, фирма Viewlex).
Программа на 35-мм пленке с отдельной ответной лентой. Одним механическим движением производятся смена вопроса и перемещение ответной ленты на кадр.

Е. ПРОЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ. КНОПОЧНЫЙ ОТВЕТ


Фиг.Е.1. "MODEL 834" (фирма American Teaching Systems).
Программа: двухкадровые диапозитивы на 35-мм пленке и четырехдорожечная магнитная лента (4.8см/сек) в отдельных кассетах. Ответ: письменный, на рулоне специальной ответной ленты; пятипозиционный ключ для выбора ответа или запись устного ответа. Смена материала производится обучающимся или машиной. Возможна магнитная запись ответа.


Фиг.Е.2. "SPEED" (фирма Education Engineering).
Программа на 35-мм диапозитивах, на каждом - по три вопроса с десятью ответами для выбора. На вопросы нужно отвечать поочередно. Неправильный ответ возвращает обучающегося к диапозитиву с неусвоенным материалом для повторной проработки.


Фиг.Е.3. "VIDEOSONIC" (опытная модель, фирма Hughes).
Программа: магазин 35-мм диапозитивов и кассета с четырехдорожечной магнитной лентой (4.8см/сек). Ответ: письменный, на рулоне ответной ленты, перемещаемой машиной; выбор из четырех возможных ответов; устное заключение. Темп обучения задается машиной или обучаемым. Пятиканальная телетайпная регистрация успеваемости; предусмотрена возможность магнитной записи ответов.


Фиг.Е.4. "LECTRON, MARK I" (фирма Lectron Corp.).
Программа на многоканальной магнитной ленте в кассете и на диапозитивах. Ответ с выбором из трех возможностей. Прибор складывается для хранения и переноски.


Фиг.Е.5. "VISUAL EDUCATOR, MODEL 555" (фирма Standard).
Программа на 35-мм пленке, покадровая. Отдельная ответная лента, выбор из четырех ответов. При правильном ответе происходит смена материала.


Фиг.Е.6. "WYCOFF FILM TUTOR" (фирма Teaching Machines).
Программа на 35-мм пленке в виде последовательности полукадров. Машинописная клавиатура позволяет составлять словесный ответ или давать ответ путем множественного выбора. Правильный ответ приводит к смене материала.


Фиг.Е.7. "MULTIPLE CHOICE" (фирма Teaching Machines).
Программа на 8-мм пленке. Обучающийся отвечает, нажимая тот из ответных клавишей, который соответствует избранному им ответу. Выбор из четырех возможностей. При правильном ответе подается последующий материал программы.


Фиг.Е.8. "MENTOR" (фирма Thomson Ramo Wooldridge).
Программа на 16-мм пленке с произвольным выбором любого из 16000 кадров; предусмотрена возможность кинопроекции. Демонстрация синхронизована с четырехдорожечной магнитной лентой. Ответы: выбор из четырех возможных или письменные. Вычислительное устройство оценивает и обрабатывает ответную информацию, перестраивая программу в соответствии со степенью усвоения материала.


Фиг.Е.9. Опытная модель (фирма Training Systems).
Программа на 35-мм пленке, покадровая. Выбор ответа из четырех возможных; разветвляющаяся программа. Нажатие избранного ответного ключа приводит к регистрации сделанного ответа и показа обучаемому кадра с правильным ответом.


Фиг.Е.10. "AUTOTUTOR, MARK I" (фирма USI Western Design).
Программа на 35-мм пленке проецируется в виде диапозитивов или фильма. Множественный выбор. Ветвление программы обеспечивается возможностью произвольного выбора кадра. Время и последовательность ответов регистрируются на ответной ленте.


Фиг.Е.11. "AUTOTUTOR, MARK II" (фирма USI Western Design).
Программа на 35-мм пленке проецируется в виде диапозитивов или фильма. Множественный выбор и ветвление программы. Счетчик выдает итоговую оценку для каждого обучающегося.


Фиг.Е.12. "SCIENCE DESK" (фирма Williams Research).
Кинолента на 16-мм пленке со звуковым сопровождением. Смена материала производится обучаемым или машиной. Ответ дается нажатием кнопки и регистрируется на отдельной ответной ленте.

Ж. ОБУЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА, УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНОЙ


Фиг.Ж.1. "TACHDEN" (фирма Aeronutronics).
Программа заложена в цифровую вычислительную машину. Задания (стимулы) появляются на экране катодной трубки. Ответ вводится при помощи машинописной клавиатуры.


Фиг.Ж.2. "PDP-1 COMPUTER" (фирма Digital).
Программа на ленте вычислительной машины. Задания могут демонстрироваться на катодно-лучевом экране или выдаваться в печатном виде. Ответ вводится либо машинописным путем, либо при помощи светописи.


Фиг.Ж.3. "MESSAGE COMPOSER" (фирма Marquardt Corporation).
Программа либо вводится в машину, либо фиксируется во внешнем вычислительном устройстве. Задания появляются на экране катодно-лучевой трубки, ответ подается через машинописный ввод.


Фиг.Ж.4. "KEY PUNCH TRAINER" (фирма Rheem Electronics). Установка для психомоторной тренировки. Обучение машинописи или работе на перфораторе производится при помощи электронно-вычислительной машины, которая регулирует степень трудности заданий и скорость подачи материала так, чтобы частота появления ошибок у обучающегося не превосходила 5%. По мере освоения материала обучающимся скорость и трудность программы возрастают; если обучающийся замедляет темп или часто допускает ошибки, вычислительная машина соответствующим образом перестраивает программу.

К машинам, представленным в этом разделе, можно отнести также машину "Ментор" (фиг.Е.8 ), в которой используется программа, записанная на пленке и управляемая вычислительной машиной.

Не приведена Фотография машины "DIGIFLEX" (фирма USI Robodyne), используемой при тренировке почтовых служащих для работы с автоматическим сортировщиком писем, имеющим кнопочное управление.

З. Классное оборудование для программированного обучения
Системы внутриклассной связи используются в процессе нормального обучения учителем в классе; отличительной их особенностью является использование средств массовой демонстрации, таких, как кинофильмы, телевидение, стеклянные и пленочные диапозитивы, магнитофонная запись, и (потенциально) применение вычислительных машин.

Всех обучающихся в группе в ходе демонстрации просят время от времени отвечать на вопрос. Письменные ответы могут регистрироваться на бумажных лентах, которые автоматически перемещаются, пока обучаемым не будет показан правильный ответ. Система с множественным выбором, при котором ответ дается нажатием ключа, имеет то преимущество, что ответные данные при этом легче регистрируются и табулируются; обучаемый в этом случае немедленно узнает о правильности своего ответа по вспыхиванию красной или зеленой лампочки. Учитель также может непрерывно оценивать ход обучения во время урока при помощи счетчика ошибок или приборов, указывающих процент правильных ответов.

Таким образом, подход с точки зрения системотехники позволяет учителю непрерывно оценивать степень усвоения материала группой и уровень обучения; такой подход дает полезный исследовательский инструмент для объективного измерения эффективности программы и способа подачи материала.


Фиг.З.1. "TELETEST" (пульт учителя, фирма Corrigan).
Сигналом для подачи ответа служит указание учителя или телевизионный сигнал. Световой сигнал информирует учителя о возможности задать следующий вопрос. Измерительный прибор указывает процент правильных ответов в классе по каждому вопросу.


Фиг.З.2. "TELETEST" (пульт обучаемого, фирма Corrigan).
Выбор ответа из пяти возможных. Красный или зеленый свет даст немедленное подкрепление. Первый ответ каждого обучаемого регистрируется на перфокарте IBM для дальнейшего анализа. Соответствующая система с ответной лентой для письменных ответов разрабатывается.


Фиг.З.3. "TEACHING SYSTEM" (пульт обучаемого, фирма Edex).
Выбор ответа из четырех возможных и бумажная лента с автоматическим продвижением. Степень усвоения материала отмечается индивидуальными счетчиками обучаемых на пульте учителя. Оценка может вестись по количеству данных ответов или по времени, затраченному на ответ.


Фиг.З.4. "TEACHING SYSTEM" (блок подачи материала, фирма Edex).
Подача материала может осуществляться учителем или же при помощи кино, диапозитивов, телевидения и магнитофона. Прилагаемый блок проекции допускает предварительное программирование. Имеется система вызова оператора звонком и автоматическое управление освещением комнаты.


Фиг.З.5 "QUIZZO" (пульт учителя, фирма Kunins Engineering).
Учитель при помощи пульта задает вопрос. Ответ обучаемого подкрепляется индикаторными лампочками. Машина учитывает правильные и неправильные ответы. Выбор более чем одного ответа на вопрос автоматически приводит к снижению оценки.


Фиг.З.6 "REAR PROJECTION UNIT, MARK V" (фирма Lectron).
Непрерывная подача материала в аудио-визуальной форме возможна при помощи диапозитивов и синхронизованной записи на магнитной ленте. Ответные кнопки системы множественного выбора вмонтированы в парты ученикоз.


Фиг.З.7. "AUDIOVISION, MARK IV" (фирма Lectron).
Блок ответа на двоих, используемый совместно с системой диапозитивно-звуковой подачи материала.


Фиг.З.8. "TWO-VU" (фирма Staples Hoppman).
Блоки ответа для обучаемых (не показанные на фотографии) сопряжены с системой подачи материала, в которой могут использоваться диапозитивы, кинопленка, проекция на большой экран и устная речь учителя.


Фиг.З.9. "MULTIPLE PROJECTION UNIT" (фирма Teleprompter).
Блоки ответа обучаемых (не показанные на (не показанные на фотографии) сопряжены с системой демонстрации на нескольких экранах, использующей диапозитивы, кино и магнитную запись.

ЛИРИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ

Д.ДЕ-СПИЛЛЕР
ЖЕЛТАЯ ЭЛЕКТРИЧКА
ТМ 5/76


Рис. С.Повилайтиса

ДВА СЛОВА О СЕБЕ
Я родился в*** году на Марсе. В то время Марс только начинали осваивать. Тогда на нем было два поселка - Северный к Южный, разделенные двадцатью километрами красной пыли. Между пылевыми холмами вилась линия электрички, соединяющая оба поселка.

Когда я родился, в Северном поселке было уже трое, а в Южном пятеро ребятишек первого поколения марсиан.

В семь лет я, как водится, пошел в школу. Школа находилась в Южном поселке, а так как я и мои родители жили в Северном, то на занятия мне приходилось ездить на электричке.

Между поселками ходили тогда две электрички. Одна из них, собранная из доставленных с Земли пластмассовых деталек, была ярко-красной, и ездить на ней мне было приятно. Другой электрички я, откровенно говоря, немного побаивался. Она была изготовлена из местного утильсырья и окрашена в желтый цвет.

Помню, как, стоя в своем маленьком скафандре на перроне, я несколько раз, глядя на подходившую желтую электричку, испытал острое щемящее чувство грусти, смешанной со страхом. Никогда не забуду этого!

На Марсе я окончил четыре класса средней школы. Доучиваться меня вместе с другими ребятами-марсианами послали на Землю. Перед отъездом на марсианский космодром я последний раз в жизни видел желтую электричку, и мне показалось тогда, что, рассматривая ее, я на мгновение разглядел чье-то очень печальное и немного страшное лицо.

Через час я вместе с родителями летел в космоплане на Землю.

По окончании средней школы я поступил в Московский институт математической лингвистики, на факультет космических языков.

Никто не знал в то время, существует ли хоть один внеземной космический язык или нет. Но считалось несомненным, что любая внеземная система кодирования информации, какой бы эксцентричной она ни была, должна все же удовлетворять пяти аксиомам Ле-Блана.

Это было заблуждением, но заблуждением очень привлекательным. Рассеять это заблуждение очень помогла, как ни странно, спутница моего детства, старая желтая электричка. И вот как это случилось.

РИСУНКИ НА СТЕНАХ КАНАЛА
По окончании института я был послан на знаменитый Рухш. Планета Рухш, открытая за два года до моего рождения, удостоилась пристального внимания космобиологов. По-видимому, на Рухше некогда существовала цивилизация, уничтоженная взрывом Аноиды - звезды, вокруг которой он обращается. Беспилотная космическая станция открыла на Рухше систему каналов, несомненно, искусственного происхождения. Вслед за ней на Рухш была послана экспедиция из четырех человек. Прожив там три года, она сделали много находок к, между прочим, нашли мраморную плиту, инкрустированную черным гнейсом так, что ее покрывали узоры, похожие на письмена. Все космолингвисты нашего института самым тщательным образом изучили фотографии этой плиты, но никому не удалось расшифровать начертанные на ней письмена.

Вместе со мной на Рухш отправлялись известный космобиолог Михаил Грачев и космоархеолог Николай Дубницкий. Я, Грачев и Дубницкий должны были сменить трех из четырех человек, работавших там.

Добираться пришлось долго. Некоторое оживление в довольно монотонную жизнь на субсветовике вносили частые споры между Грачевым и Дубницким. Споры шли о возможности существования внеземных существ, внешне похожих иа людей. Грачев считал, что это очень маловероятно, а Дубницкий искренне верил в такую возможность.

Мы прилетели на Рухш, когда в его северном полушарии стояло жаркое лето. Опустившись на грунт невдалеке от высокого купола, укрывавшего станцию, мы надели скафандры и вышли из корабля. Был вечер, но белый рухшнанский песок поминутно озарялся вспышками метеоров. Старожилы заключили нас в объятия, и после приветствий трое из них тут же улетели в субсветовике, вынуждаемые к этому астрономической обстановкой. Четвертый рухшнанский старожил отвел нас на станцию.

Когда мы разделись, умылись, напились чаю и наговорились о делах, хозяин показал нам свой альбом рисунков.

Сперва показалось, что рисунки не имеют никакого отношения к профессии хозяина, который был математиком. Но мы ошиблись, и наш хозяин - Петр Васильевич Баталов - вывел нас из заблуждения.

- Посмотрите еще раз, пожалуйста, на эти рисунки к ответьте мне, не находите ли вы в них что-то общее,- попросил Баталов.

Мы еще раз просмотрели весь альбом. Там были нарисованы десятки очень характерных и своеобразных рож.

- В рожах всегда что-то общее, на то и рожи,- сказал я.
- Рожа кое в чем подобна электрону,- спокойно заметил Грачев.- На это я обратил внимание, еще будучи студентом. Электрон существует не сам по себе, а рождает вокруг себя поле. Точно так же и рожа. Она существует не изолированно, а рождает вокруг себя некоторое эмоциональное поле, и хорошо ощутимое.
- Я скажу вам, что общего между всеми этими физиономиями. Они все нарисованы кривыми переменной кривизны, удовлетворяющими вот такому дифференциальному уравнению.- И, нагнувшись, Баталов написал на бумаге довольно сложную формулу.
- И этим объясняется сходство между физиономиями?- спросил Дубницкий.
- Я не знаю наверное,- сказал Баталов,- но думаю, что да. Я твердо убежден, что с выражениями лиц связаны определенные математические инварианты.
- Давно вы пришли к такому убеждению?- спросил Дубницкий, отхлебнув вина из бокала.
- Еще на Земле. Математическое исследование физиономий - это мое хобби. Но мои успехи пока еще скромны...
- Однако я не назвал бы скромными ваши художественные успехи,- сказал Дубницкий, указывая на совершенно ошеломляющую физиономию в альбоме Баталова.
- Эта физиономия построена исключительно при помощи моего уравнения и таблицы случайных чисел. Мое искусство здесь ни при чем...

Разговор кончился ничем. Мы все вскоре легли спать.

На следующий день утром мы отправились на место раскопок. С четверть часа Баталов вел планетоход по пустыне, лавируя между ослепительно белыми песчаными куполами. Потом впереди показался канал в жемчужно-серой мраморной одежде. Каменное дно канала покрывала тень. Вследствие необычайной прозрачности воздуха тени на Рухше были очень густыми, и канал казался бездонным.

Нырнув в его глубину, планетоход повернул налево и поехал по мраморному руслу.

Дорогой я поглядывал на погруженные в плотную тень, потрескавшиеся плиты, облицовывающие стены канала. Ехать нам пришлось минут двадцать.

В одном месте канал круто изгибался, и, когда мы там проезжали, меня вдруг на мгновение охватило то самое острое, щемящее чувство грусти, смешанной со страхом, которое я несколько раз испытывал в детстве, глядя на подходившую к перрону электричку. Однако я не придал этому значения.

Вскоре планетоход вынырнул из канала и подъехал к месту раскопок. Мы вышли из планетохода и осмотрелись.

Посреди песчаного карьера стоял маленький экскаватор, освещавший дно карьера тремя мощными прожекторами. В этих широтах Аноида никогда не подымается над горизонтом выше чем на двадцать с небольшим градусов, и если бы не прожекторы, то песок в глубине карьера был бы вечно погружен в плотную тень. Благодаря же прожекторам мы увидели на нем множество мраморных предметов. Там лежали бесформенные куски мрамора, граненые мраморные колонны, мраморные клинья и две больших мраморных плиты, полузасыпанных песком.

Часа полтора мы осматривали карьер, а затем поехали обратно, причем за руль планетохода теперь сел я; трое моих спутников разместились сзади на кожаных подушках.

Открытие, перечеркнувшее гипотезу Ле-Блана, было сделано нами совершенно случайно. Когда мы проезжали мимо места, где канал изгибался, в небе над нами ярко вспыхнул метеор, и в это мгновение прямо перед собой я отчетливо увидел чье-то печальное и немного страшное лицо, которое живо напомнило мне желтую электричку. От изумления я вскрикнул и остановил планетоход. Метеор потух. Ничего, кроме трещин на стене канала, теперь не было видно. Но вдруг в небе загорелись сотни метеоров. Начался один из самых сильных и продолжительных метеорных ливней, когда-либо наблюдавшихся на Рухше. Он продолжался более часа, и за это время мы успели осмотреть и стократно сфотографировать те странные рисунки, которые прежде, в полутьме, всегда принимались всеми просто за трещины на плитах, облицовывающих берега канала.

Долго и пристально смотреть на эти рисунки невозможно: начинает казаться, что вас обступают уродливые, угрюмые существа. Вас охватывает сильнейшее волнение. Становится невыносимо тоскливо. Вы чувствуете головокружение и страшную слабость.

Впрочем, так происходит, если смотреть на них издали. Когда же мы подходили к ним вплотную, то видели только тонкие кривулины, нарисованные черной краской иа плитах канала в месте его излома.
Фотографируя эти рисунки, я еще дважды испытал ощущение, подобное тому, которое испытывал в детстве, глядя на желтую электричку. Когда мы закончили фотографирование и изучение рисунков, я, обращаясь к Баталову, сказал, что увиденное связано с некоторыми моими детскими воспоминаниями.

СЕКРЕТ ЭЛЕКТРИЧКИ
Вечером за ужином я рассказал моим товарищам о желтой электричке, о чувстве, которое я испытал в детстве, видя ее, и о том, что сегодня я испытал похожее чувство.

- Нарисуйте, пожалуйста, вашу электричку,- попросил Баталов.

Напрягая свою память; я сделал на бумаге набросок передней части электрички.

- Я объясню, почему эта электричка произвела на вас такое впечатление,- сказал Баталов,- она качнула на вас волну символов печального человеческого лица.
- Но как?- удивился я.
- Вот посмотрите, в середине ее передней стенки помещается дверь, а по бокам двери - два окна. Дверь служила вашему воображению символом носа, а окна - символами глаз. Вы знаете, что когда брови, сближаясь, подымаются кверху, то лицо приобретает скорбное выражение?
- Но у электрички нет ничего, что могло бы быть принято за брови!
- Совершенно верно! Обратите, однако, внимание, как размещены ее окна-глаза по отношению к ее двери-носу. Они расположены очень низко. Теперь, как бы вы ни пробовали дорисовать здесь брови, вам придется нарисовать их подымающимися кверху от краев к середине.

Баталов нарисовал на моем эскизе брови и продолжил:

- Посмотрите на огражденную площадку, на которую ступал машинист, выходя из двери. Ваше воображение сочло ее разинутым ртом. Неудивительно, что электричка казалась вам одновременно печальной и немного страшной.

Я согласился с Баталовым, но заметил, что остается непонятным, почему, глядя на открытые нами рисунки, я испытал то же чувство, что в детстве при виде электрички.

- По-моему,- сказал Баталов,- я догадываюсь, в чем тут дело. Общеизвестно, что у нас есть врожденные эмоциональные реакции на выражения лиц. Но я думаю, что мы эмоционально реагируем не на выражения лиц собственно, а на некоторые математические соотношения, сообщаемые нашему подсознанию при помощи выражений лиц. По-видимому, могут существовать и другие посредники, способные передавать нашему подсознанию сообщения о тех же математических соотношениях и вызывать у нас те же эмоции. Вероятно, кривулины на мраморных плитах являются такими посредниками. И когда вы их увидели под определенным углом зрения, они подействовали на ваше подсознание так же, как марсианская электричка.
- Надо думать, что эти кривулины гораздо интенсивнее, чем выражения лиц, сообщают нашему подсознанию математические соотношения, о которых вы говорите, раз они произвели на нас с вами такое сильное впечатление.
- Конечно! Я чуть в обморок не упал.
- Но для чего служили рисунки?
- Этого я не знаю.

Этого никто из нас так и не узнал до самого возвращения на Землю.

ГИПОТЕЗА ЙОВАНА ДОБРИЧА
Мы пробыли на Рухше больше года. В первые дни тщательнейшим образом обследовали весь канал и послали иа Землю подробный иллюстрированный голографическими снимками отчет о нашем открытии. К отчету добавили изложение гипотезы Баталова о математической подоплеке выражений лиц. Не умолчали и об обстоятельствах, связанных с марсианской электричкой.

Долгое время мы искали на Рухше подобные рисунки, но затем оставили эти поиски, оказавшиеся безрезультатными. Зато сделали еще одну важную находку.
Как-то раз, раскапывая песчаный бугор неподалеку от нашего жилища, Дубницкий извлек из грунта обломок гнейса, на котором было высечено изображение человеческой фигуры. Оно было очень условно. По нему нельзя было достаточно полно представить себе того человека, которого оно изображало. Одно несомненно: это было изображением именно человека, а не какого-либо другого существа! Таким образом, старый спор между Грачевым и Дубницким решился в пользу Дубницкого.

В течение остального времени пребывания на Рухше никаких новых открытий мы не сделали.

Субсветовик с Земли прилетел, когда ударили морозы. Нас сменила группа из восьми человек. Мы же четверо вернулись на Землю.

С гипотезой профессора Йована Добрича я познакомился спустя неделю после прибытия на Землю. Добрич явился в Космический Центр, где я читал лекцию об открытиях, сделанных нашей группой на Рухше, и, подойдя ко мне после лекции, сказал, что хочет познакомить меня со своей гипотезой. Ему было важно знать мое мнение, поскольку я являлся единственным космолингвистом, побывавшим на Рухше.

Согласно гипотезе Йована Добрича могут существовать языки, в которых начисто отсутствуют сообщения о фактах. Такие языки Добрич назвал неиэъявительными.

Любой земной язык выполняет две функции. Во-первых, он передает чувства. Во-вторых, он передает сообщения о фактах. Частью речи, служащей главным образом для передачи чувств, являются междометия. Частью речи, служащей главным образом для сообщения о фактах, являются имена числительные. Обычно в языке смешиваются обе эти функции. Речь человека одновременно и выражает чувства, и сообщает о фактах.

Этими двумя функциями не исчерпываются функции человеческой речи. Речь может выражать волю говорящего, побудить слушающего к выполнению некоторых действий...

Добрич предположил, что древние жители Рухша пользовались языком исключительно для передачи эмоций. Это не помешало им создать цивилизацию, и вот по какой причине. Своей речью говорящий рухшианин вызывал у слушающего такое эмоциональное состояние, которое создавало у него внутреннюю потребность в определенных действиях, хотя ему и не было сказано, что он должен делать.

Зачаточные формы такого способа коммуникации можно заметить и у людей. Если некто будет всегда радостно и приветливо встречать гостя, он, и не приглашая гостя заходить почаще, вероятно, добьется того, что гость будет приходить к нему часто. Если же он будет встречать гостя всегда сухо и холодно, то, и не запрещая гостю приходить, он добьется того, что гость приходить к нему перестанет.

Способность однозначно отвечать действиями на разнообразные эмоциональные состояния у человека совершенно не развита. Но она могла быть развита у обитателей Рухша.

Профессор Добрич предположил, что на стенах рухшианского канала записан сложный текст на неизъявительном языке. Это могла быть, например, инструкция по проектированию каналов.

Однако, чтобы "прочесть" этот текст, древний рухшианин должен был пройти ряд разнообразных эмоциональных состояний, каждое из которых вызывало у него потребность в выражении этого состояния посредством определенных действий.

- Когда вам радостно, вам хочется танцевать,- говорил мне Добрич взволнованно,- а рухшианин мог, например, в этом случае захотеть перенести камень из одной кучи в другую...

Выслушав профессора Добрича, я сказал, что его гипотеза представляется мне очень правдоподобной.

Ныне обе гипотезы - и Петра Баталова и Йована Добрича - общепризнаны. Новые находки на Рухше подтвердили их и доказали, что "устной" формой общения древних рухшиан был обмен гримасами. Это доказывают снимки со скульптурной группы, найденной неподалеку от карьера. Страшные взрывы, пресекшие попытку землян извлечь из грунта эту скульптурную группу, заставили ученых отложить на время исследования Рухша. Но и уже собранные сведения в достаточной мере подтверждают гипотезы Баталова и Добрича. Что до меня, то я нисколько не сомневаюсь в их справедливости...

Я горжусь своей причастностью к обеим этим гипотезам, но иногда сожалею, что никогда более не увижу на Марсе, покрытом ныне огромными городами и изборожденном автострадами, спутницы моего детства - старой желтой электрички.