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프로그램 학습은 1950년대 중반 미국의 행동주의 심리학자 B. F. 스키너의 연구로 발전한 것으로서, 대부분의 영역에서 학습은 학습자에게 즉각적인 강화 또는 보상을 제공하면서 미세하고 점증적인 단계를 통해 이루어질 경우에 효과적이라는 학습이론에 기초하고 있다.

이 기법은 교재, 티칭 머신(teaching machine), 컴퓨터 보조학습 등에 적용될 수 있다. 어떤 매체를 사용하든지 간에 2가지 기본 프로그램 유형이 사용된다. 즉 단선형 또는 직선형 프로그램과 분지형 프로그램 등이다. 단선형 프로그램이란 학습목표에 접근하는 학생의 반응을 즉각적으로 강화하는 것이다. 목표에 접근하지 못하는 반응은 강화되지 않는다. 학습은 '프레임'(frame)이라는 개개 단위로 구성되어 있어서 한 프레임에서 옳은 반응을 보여야만 다음 프레임으로 넘어갈 수 있다. 모든 학생이 동일한 순서를 따르게 되며 오답률이 적은 학생만이 바른 반응에 대해 정해진 강화를 지속적으로 받을 수 있다. 분지형 또는 내재적 프로그램은 원래 군대에서 사용된 전자 훈련장치와 연계하여 개발되었다. 이 기법은 학생에게 하나의 정보를 제공하고 그에 대해 여러 가지 선택 또는 인지반응을 보이도록 상황을 설정한 다음, 그 반응 여부에 따라 다른 '프레임'으로 나아가게 하여 거기서 선택이 옳은지 그른지, 그르면 왜 그른지를 확인할 수 있도록 하는 것이다. 2번째 프레임에서 오답을 내린 학생은 최초의 프레임으로 되돌아가거나 아니면 오답을 초래한 결점을 고칠 수 있는 다른 경로로 안내된다. 옳은 반응을 보인 학생은 다음 단계의 프레임으로 넘어간다. 이 과정은 하나의 프로그램 안에서 각각의 단계마다 반복되며 학생들은 자신들이 범한 오류에 따라 서로 다른 학습자료를 접하게 된다. 교육도구는 답을 내릴 때까지 정답을 가릴 수 있는 가리개에 많이 의존한다. 효과적인 초등학교용 프로그램 학습교재도 있지만 주로 통계학·경제학·외국어 등과 같은 상급 또는 대학수준의 과목용이 개발되었다.