Kuigi Ratke ja Comenius tegid didaktika ehk õpetamisõpetuse alase teoretiseerimisega algust juba 17.sajandil, käsitleti 19.sajandi lõpuni õpetamist pigem kunstina.
Siis aga toimus seoses sotsiaalteaduste üldise laienemisega murrang – Saksa psühholoogi W. Wundt’i ja inglase F. Galtoni, ka ameeriklaste W. James’i ja S. Halli tõsiteaduslikud uurimused õppimise olemusest panid aluse pedagoogilise psühholoogia tekkele. Sellesuunalise arengu järgmiseks verstapostiks kujunes õppimise printsiipide sõnastamine (nn. konnektsionismi teooria) mõjuka Ameerika psühholoogi E.Thorndike’i poolt 1921. aastal. Nii rottide kui inimestega läbi viidud eksperimentide põhjal väitis Thorndike, et õppimise/õpetamise tõhustamiseks tuleb õppesisu jaotada pisikestesse portsudesse/tegevustesse, neid piisavalt palju korrata ja õigete vastuste korral õpilast “premeerida”. Sellelaadsed seisukohad omandasid sajandialguse ühiskonnas laia mõju ka väljaspool haridussfääri, näiteks F. Taylor uuris teaduslike meetoditega vabrikutööliste tööprotsessi, pakkudes välja süsteemi tööviljakuse tõstmiseks läbi liigutuste standardiseerimise, detailsete instruktsioonide, mõõtmise ja kontrolli koos kaasneva ergutus/karistussüsteemiga . Kuna samal ajal olid ka koolid üle maailma jännis järsult kasvanud õpilaste hulgale kvaliteetse hariduse andmisega, üritati mitmel pool koolides tööstusliku tootmise puhul edu toonud tehnoloogilist laadi meetodeid ka kooliõppimise tõhustamiseks rakendada.
Thorndike’i ideid arendas edasi ameerika käitumispsühholoog B. F. Skinner, kelle poolt välja töötatud operantse tingituse teooriast kujunes aastakümneteks pedagoogika kursuste raudvara. Selle teooria kohaselt toimub õppimine kolmes järjestikuses faasis:
- stiimul (lad.k. stimulus) – üldjuhul õpetajapoolne presentatsioon, demonstratsioon või iseseisev töö õppematerjaliga
- reaktsioon – õpilasepoolne sooritus, mis peegeldab õpitava omandamist
- tagasiside (i.k. reinforcement) – õige tulemuse puhul positiivne, mitterahuldava tulemuse puhul negatiivne tagasiside
Samas leidis Skinner, et tavaline klassiruum ei sobi selle tema biheivioristliku õppimisteooria rakendamiseks sugugi, kuna õpetajal ei jagu aega ja tähelepanu iga õpilase reaktsiooni jälgimiseks ning sellele vastavalt individuaalse ergutamise või karistamise läbiviimiseks. Lahendust nägi Skinner individualiseerimist võimaldavas “õpimasinas” (i.k. learning machine), mis vastavalt eelnevalt sisestatud programmile ise õpilasele parajate portsude kaupa uut informatsiooni esitab, seejärel õpilasele küsimusi esitab ja tema vastustest lähtuvalt kas tagasi (kordama) või edasi (järgmisele raskusastmele) suunab. Skinneri poolt avaldatud “õpetava masina” kontseptsioon pani aluse programmõppele, programeeritud õpikutele ja keerukatele õpimasinatele. (Vt. U. Agur jt. “Programmõpe” ja http://www.oise.utoronto.ca/~bdurell/3070inst.htm)
Programmõpe oli esimene tehnoloogiline lahendus, mis loodi spetsiaalselt õppimise ja õpetamise tarvis, kõik varasemad õppetöös kasutatavad tehnilised vahendid (alates tahvlist ja raamatutest) oli kool võtnud üle teistest eluvaldkondadest. Katsetused õpimasinatega andsid suure panuse haridustehnoloogilise mõtte arengusse, olles aluseks ka esimese põlvkonna õpetavate arvutiprogrammide loomisel. Nende ideede mõju on siiamaani tunda nii mõnegi algelisemat laadi õpitarkvarapaketi puhul, mis lineaarse ülesehituse juures koosneb üksnes parajateks portsudeks jagatud õppesisust koos valikvastus-testidega iga õppetüki lõpul.
Programmõppest sai alguse ka süsteemne lähenemine õppimise ja õpetamise kavandamisele, millest hiljem kasvas välja üks haridustehnoloogia peamisi valdkondi – õpisüsteemide disain. Suurem osa programmõppe põhimõtetest on siiski tänaseks ajale jalgu jäänud, kuna arusaamad õppimise olemusest on aja jooksul põhjalikult muutunud.
Programmõpet ei tohiks segamini ajada programmeerimise kui õppemeetodiga (näiteks LOGO-programeerimiskeele rakendamine laste kognitiivsete oskuste arendamisel algklassides). Kui programmõppe ja biheivioristlik psühholoogia eeldavad varjatult inimese masinlikkust, juhtides ja hinnates kõiki õpilasi väljastpoolt ühe lineaarse malli järgi, siis Seymour Paperti juhtimisel Massachusettsi Tehnikaülikoolis 1970-ndate algul loodud laste programmeerimiskeel LOGO on avatud õpikeskkond, kus lapsed ise aktiivselt oma ideedega eksperimenteerivad. Konkreetsete faktide või automaatsete protseduuride selgeksõpetamise asemel arendatakse LOGO abil õpilastes loovat mõtlemist, probleemide lahendamise oskust, algoritmide ja abstraktsete mudelite iseseisvat koostamist ja katsetamist. Kui programmõppes tähendab õpetamine materjali esitamist, kordamist ja kontrolli, siis LOGO “mikromaailmas” on õpetaja rolliks ise taustal olles õpilastele tuge pakkuda, õpilasi avastama ja looma innustada, mõtlemist arendavaid avatud ülesandeid kavandada ja nende lahendamise juures õpilasi aidata. LOGO ja selle kasutamise metoodika alaseid kursuseid õpetajatele on Eestis korraldanud Eno Tõnisson TÜ matemaatikateaduskonnast (vt. http://www.math.ut.ee/~eno/logo/).