Σήμερα θα σας δείξω πώς αυτό το τάμπλετ και τα γυαλιά εικονικής πραγματικότητας που φοράω θα φέρουν την επανάσταση στην εκπαίδευση των επιστημών. Θα σας δείξω επίσης πώς θα κάνουν τον δάσκαλο φυσικών επιστημών δύο φορές πιο αποτελεσματικό. Πριν όμως σας δείξω πώς γίνονται όλα αυτά, ας μιλήσουμε για το γιατί η βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης επιστημών είναι τόσο πολύ σημαντική.
Today, I am going to show you how this tablet and this virtual-reality headset that I'm wearing are going to completely revolutionize science education. And I'm also going to show you how it can make any science teacher more than twice as effective. But before I show you how all of this is possible, let's talk briefly about why improving the quality of science education is so vitally important.
Αν το σκεφτείτε, ο κόσμος μεγαλώνει πολύ γρήγορα. Και γι' αυτό έχουμε μια ολόκληρη λίστα από προκύπτουσες προκλήσεις, όπως η υπερθέρμανση του πλανήτη, η πείνα και η έλλειψη νερού και η θεραπεία ασθενειών, για να πω μόνο μερικές.
If you think about it, the world is growing incredibly fast. And with that growth comes a whole list of growing challenges, challenges such as dealing with global warming, solving starvation and water shortages and curing diseases, to name just a few.
Ποιος ακριβώς θα μας βοηθήσει να λύσουμε αυτά τα προβλήματα; Είναι αυτοί οι νεαροί μαθητές. Είναι η νέα γενιά λαμπρών επιστημόνων. Με πολλούς τρόπους, όλοι βασιζόμαστε σε αυτούς για νέες καινοτομίες που θα μας βοηθήσουν να αντιμετωπίσουμε όλες τις προκλήσεις που έχουμε. Πριν λίγα χρόνια, ο συνιδρυτής μου και εγώ διδάσκαμε φοιτητές πανεπιστημίου σαν και αυτούς, μόνο που οι φοιτητές που εμείς διδάσκαμε έμοιαζαν περισσότερο με αυτούς.
And who, exactly, is going to help us solve all of these great challenges? Well, to a very last degree, it is these young students. This is the next generation of young, bright scientists. And in many ways, we all rely on them for coming up with new, great innovations to help us solve all these challenges ahead of us. And so a couple of years back, my cofounder and I were teaching university students just like these, only the students we were teaching looked a little bit more like this here.
(Γέλια)
(Laughter)
Ναι, αυτή είναι η πραγματικότητα εκεί έξω σε πάρα πολλά πανεπιστήμια ανά τον κόσμο: οι φοιτητές βαριούνται, δεν ενδιαφέρονται και κάποιες φορές δεν ξέρουν γιατί μαθαίνουν το συγκεκριμένο αντικείμενο εξαρχής.
And yes, this is really the reality out there in way too many universities around the world: students that are bored, disengaged and sometimes not even sure why they're learning about a topic in the first place.
Αρχίσαμε λοιπόν να ψάχνουμε για νέες, καινοτόμες μεθόδους διδασκαλίας, αλλά αυτές που βρήκαμε ήταν αρκετά απογοητευτικές. Είδαμε ότι τα βιβλία γίνονταν ηλεκτρονικά βιβλία, οι πίνακες γίνονταν βίντεο στο YouTube και οι διαλέξεις σε αίθουσες γίνονταν MOOC - μαζικά διαδικτυακά ανοικτά μαθήματα. Αν το σκεφτείτε, το μόνο που κάνουμε είναι να παίρνουμε το ίδιο υλικό την ίδια μορφή, και να το δίνουμε σε περισσότερους φοιτητές -που είναι ωραίο, αλλά μην με παρεξηγήσετε είναι πολύ ωραίο - αλλά η μέθοδος διδασκαλίας είναι λίγο πολύ η ίδια, χωρίς καμία πραγματική καινοτομία.
So we started looking around for new, innovative teaching methods, but what we found was quite disappointing. We saw that books were being turned into e-books, blackboards were being turned into YouTube videos and lecture hall monologues were being turned into MOOCs -- massive online open courses. And if you think about it, all we're really doing here is taking the same content and the same format, and bringing it out to more students -- which is great, don't get me wrong, that is really great -- but the teaching method is still more or less the same, no real innovation there.
Αρχίσαμε να ψάχνουμε αλλού. Ανακαλύψαμε ότι οι εξομοιωτές πτήσεων επανειλημμένα αποδείχθηκαν πολύ πιο αποτελεσματικοί όταν χρησιμοποιούνταν σε συνδυασμό με την πραγματική εκπαίδευση των πιλότων. Σκεφτήκαμε λοιπόν: Γιατί να μην το εφαρμόσουμε και στις επιστήμες; Γιατί να μην φτιάξουμε έναν εξομοιωτή εργαστηρίων;
So we started looking elsewhere. What we found was that flight simulators had been proven over and over again to be far more effective when used in combination with real, in-flight training to train the pilots. And so we thought to ourselves: Why not just apply that to science? Why not build a virtual laboratory simulator?
Λοιπόν, το κάναμε. Δημιουργήσαμε βασικά έναν πλήρη εξομοιωτή εργαστηρίου εικονικής πραγματικότητας, όπου οι φοιτητές μπορούν να κάνουν πειράματα με μαθηματικές εξισώσεις που θα εξομοιώνουν τι θα γινόταν σε ένα πραγματικό εργαστήριο. Αλλά όχι μόνο απλές εξομοιώσεις - αλλά θα δημιουργήσουμε επίσης εξελιγμένες εξομοιώσεις με κορυφαία πανεπιστήμια όπως το ΜΙΤ, για να φέρουμε σε αυτούς τους φοιτητές έρευνες αιχμής για τον καρκίνο. Ξαφνικά, τα πανεπιστήμια θα εξοικονομούν εκατομμύρια δολάρια επιτρέποντας στους φοιτητές να κάνουν εικονικά πειράματα πριν μπουν σε πραγματικό εργαστήριο. Όχι μόνο αυτό, τώρα μπορούν επίσης να καταλάβουν -ακόμα και σε μοριακό επίπεδο στο εσωτερικό της μηχανής - τι συμβαίνει στις μηχανές. Και μπορούν ξαφνικά να κάνουν επικίνδυνα πειράματα στα εργαστήρια. Για παράδειγμα εδώ, μαθαίνουμε για το βακτήριο της σαλμονέλας, που είναι πολύ σημαντικό και πολλά πανεπιστήμια δεν το διδάσκουν για ευνόητους λόγους ασφαλείας. Εμείς βέβαια, ρωτάμε τους φοιτητές και δίνουμε στους καθηγητές μια πλήρη κονσόλα ελέγχου, ώστε να καταλάβουν πλήρως σε ποιο στάδιο βρίσκονται οι φοιτητές.
Well, we did it. We basically set out to create a fully simulated, one-to-one, virtual reality laboratory simulator, where the students could perform experiments with mathematical equations that would simulate what would happen in a real-world lab. But not just simple simulations -- we would also create advanced simulations with top universities like MIT, to bring out cutting-edge cancer research to these students. And suddenly, the universities could save millions of dollars by letting the students perform virtual experiments before they go into the real laboratory. And not only that; now, they could also understand -- even on a molecular level inside the machine -- what is happening to the machines. And then they could suddenly perform dangerous experiments in the labs as well. For instance also here, learning about salmonella bacteria, which is an important topic that many schools cannot teach for good safety reasons. And we, of course, quiz the students and then give the teachers a full dashboard, so they fully understand where the students are at.
Αλλά δεν μείναμε εδώ, επειδή μόλις είδαμε πόσο σημαντικό είναι το νόημα για το ενδιαφέρον των φοιτητών στην τάξη. Φέραμε λοιπόν σχεδιαστές παιχνιδιών για να φτιάξουν διασκεδαστικές και ελκυστικές ιστορίες. Παράδειγμα, σε αυτή την περίπτωση, όπου οι φοιτητές πρέπει να λύσουν μια μυστηριώδη υπόθεση δολοφονίας χρησιμοποιώντας τις κύριες επιστημονικές τους ικανότητες.
But we didn't stop there, because we had seen just how important meaning is for the students' engagement in the class. So we brought in game designers to create fun and engaging stories. For instance, here in this case, where the students have to solve a mysterious CSI murder case using their core science skills.
Η ανατροφοδότηση που πήραμε όταν ξεκινήσαμε ήταν υπερβολικά θετική. Εδώ έχουμε 300 φοιτητές, όλοι λύνουν με πάθος υποθέσεις δολοφονίας ενώ μαθαίνουν φυσικές επιστήμες. Αυτό που μου αρέσει περισσότερο είναι όταν μερικές φορές οι φοιτητές έρχονται σε μένα μετά, έκπληκτοι και μπερδεμένοι, και λένε: Μόλις πέρασα δύο ώρες στο εικονικό εργαστήριο, και... και δεν κοίταξα το Facebook.
And the feedback we got when we launched all of this was quite overwhelmingly positive. Here we have 300 students, all passionately solving CSI murder cases while learning core science skills. And what I love the most about this is really when the students come up to me sometimes afterwards, all surprised and a little confused, and say, "I just spent two hours in this virtual lab, and ... and I didn't check Facebook."
(Γέλια)
(Laughter)
Τόσο καθηλωτικό και ζωντανό είναι για τους φοιτητές.
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Έτσι, για να δούμε αν στ' αλήθεια δούλευε, ένας γνωστικός ψυχολόγος έκανε μια μελέτη με 160 φοιτητές - από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας. Χώρισαν τους φοιτητές σε δύο ομάδες. Η μία θα χρησιμοποιούσε μόνο εξομοιώσεις στο εικονικό εργαστήριο, και η άλλη μόνο τις παραδοσιακές μεθόδους εκμάθησης, στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τότε, δώσανε στους φοιτητές ένα τεστ πριν και μετά από το πείραμα, ώστε να μετρήσουν το πόσα έμαθαν οι φοιτητές. Αυτό που βρήκαν είναι ότι είχαμε μια αύξηση 76% στην αποτελεσματικότητα εκμάθησης όταν χρησιμοποιούσαμε το εικονικό εργαστήριο και όχι το παραδοσιακό.
And so, to investigate whether this really worked, a learning psychologist did a study with 160 students -- that was from Stanford University and Technical University of Denmark. And what they did is split the students into two groups. One group would only use the virtual laboratory simulations, the other group would only use traditional teaching methods, and they had the same amount of time. Then, interestingly, they gave the students a test before and after the experiment, so they could clearly measure the learning impact of the students. And what they found was a surprisingly high 76 percent increase in the learning effectiveness when using virtual laboratories over traditional teaching methods.
Ακόμα πιο ενδιαφέρον είναι, ότι το δεύτερο μέρος της έρευνας είχε να κάνει με το αντίκτυπο των καθηγητών στην διαδικασία εκμάθησης. Αυτό που βρήκανε ήταν ότι όταν συνδυάζανε τα εικονικά εργαστήρια με την καθοδήγηση του καθηγητή, είδαμε μια αύξηση 101% στην αποτελεσματικότητα εκμάθησης, που ουσιαστικά διπλασιάζει το αντίκτυπο του καθηγητή φυσικής στον ίδιο χρόνο. Πριν μερικούς μήνες λοιπόν, αναρωτηθήκαμε - έχουμε μια εκπληκτική ομάδα από ψυχολόγους καθηγητές, επιστήμονες και σχεδιαστές παιχνιδιών - και αρχίσαμε να σκεφτόμαστε: Πώς μπορούμε να εκπληρώσουμε την υπόσχεσή μας να ξανασχεδιάζουμε συνεχώς την εκπαίδευση;
But even more interestingly, the second part of this study investigated what the teacher's impact was on the learning. And what they found was that when you combined the virtual laboratories with teacher-led coaching and mentoring, then we saw a total 101 percent increase in the learning effectiveness, which effectively doubles the science teacher's impact with the same amount of time spent. So a couple of months back, we started asking ourselves -- we have a wonderful team now of learning psychologists and teachers and scientists and game developers -- and we started asking ourselves: How can we keep ourselves to our promise of constantly reimagining education?
Σήμερα, με χαρά σας παρουσιάζω το αποτέλεσμα της δουλειάς μας που εργαστήκαμε σκληρά για να το δημιουργήσουμε. Θα εξηγήσω εν συντομία τι είναι. Βασικά παίρνω το κινητό μου -οι περισσότεροι φοιτητές έχουν ήδη smartphones- και το συνδέω με τα γυαλιά εικονικής πραγματικότητας, είναι φτηνά. Και αυτό που μπορώ να κάνω είναι, να περπατήσω κυριολεκτικά μέσα στον εικονικό κόσμο. Θα βάλουμε κάποιους από το κοινό να το δοκιμάσετε, επειδή είναι κάτι που πρέπει να δοκιμάσετε για να καταλάβετε πόσο καθηλωτικό είναι. Αισθάνομαι ότι κυριολεκτικά μπήκα μέσα στο εικονικό εργαστήριο. Με βλέπετε στην οθόνη;
And today, I am really excited to be presenting what we came up with and have been working incredibly hard to create. I will explain briefly what this is. Basically, I take my mobile phone -- most students already have these, smartphones -- and I plug it into this virtual-reality headset, a low-cost headset. And now what I can effectively do is, I can literally step into this virtual world. We'll have some of you in the audience also get to try this, because it is really something that you have to try to fully feel how immersive it really is. It literally feels like I just stepped inside this virtual lab. Do you see me up on the screen?
Κοινό: Ναι.
Audience: Yes.
Μάικλ: Ωραία! Εκπληκτικά.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Βασικά, απλά μετέτρεψα το κινητό μου σε ένα πλήρως εξομοιωμένο εργαστήριο εκατομμυρίων δολαρίων με όλο τον φανταστικό εξοπλισμό που μπορώ να αλληλεπιδράσω. Μπορώ, παράδειγμα, να πάρω αυτό το σταγονόμετρο και να πειραματιστώ. Έχω το E-Ggel μου, το PCR μου και - δείτε εδώ, έχω και εξελιγμένο αναλυτή DNA, και ακόμη και μικροσκόπιο ηλεκτρονίων. Εννοώ, ποιος κουβαλάει μικροσκόπιο ηλεκτρονίων στην τσέπη του; Έχω εδώ το μηχάνημά μου, και μπορώ να κάνω διάφορα πειράματα. Εδώ έχω την πόρτα, μπορώ να μπω σε άλλα πειράματα, να δουλέψω σε εργαστήρια. Εδώ έχω το τάμπλετ μου. Ένα έξυπνο τάμπλετ που μου επιτρέπει να διαβάζω τις σχετικές θεωρίες. Όπως βλέπετε αλληλεπιδρώ με αυτό. Βλέπω βίντεο και το σχετικό περιεχόμενο για το πείραμα που κάνω αυτή τη στιγμή. Εδώ, έχω την Μαρί. Είναι η δασκάλα μου -η βοηθός εργαστηρίου- και με καθοδηγεί σε όλο το εργαστήριο. Σύντομα, οι καθηγητές θα μπορούν να τηλεμεταφερθούν στον εικονικό κόσμο που βρίσκομαι τώρα και να με βοηθήσουν, να με καθοδηγήσουν στη διάρκεια του πειράματος.
So basically, I have just turned my mobile phone into a fully simulated, million-dollar Ivy League laboratory with all this amazing equipment that I can interact with. I can, for instance, pick up the pipette and do experiments with it. I have my E-Ggel, my PCR and -- oh, look there, I have my next-generation sequencing machine, and there I even have my electron microscope. I mean, who's carrying around an electron microscope in their pocket? And here I have my machine, I can do different experiments on the machine. And over here I have the door, I can go into other experiments, I can perform in the laboratories. And here, I have my learning tablet. This is an intelligent tablet that allows me to read about relevant theory. As you can see, I can interact with it. I can watch videos and see content that is relevant to the experiment that I'm performing right now. Then over here, I have Marie. She is my teacher -- my lab assistant -- and what she does is guides me through this whole laboratory. And very soon, the teachers will be able to literally teleport themselves into this virtual world that I'm in right now and help me, guide me, through this whole experiment.
Πριν κλείσω, θέλω να σας δείξω κάτι πιο απίθανο, πιστεύω - κάτι που δεν μπορείτε να κάνετε ούτε στα πραγματικά εργαστήρια. Αυτό είναι ένα PCR. Θα ξεκινήσω τώρα αυτό το πείραμα. Αυτό που έκανα είναι να μικρύνω τον εαυτό μου εκατομμύρια φορές στο μέγεθος ενός μορίου - και έτσι αισθάνομαι, πρέπει να το δοκιμάσετε. Αισθάνομαι σα να είμαι μέσα στην μηχανή να βλέπω όλο το DNA, να βλέπω τα μόρια. Βλέπω την πολυμέραση και τα ένζυμα και τα λοιπά. Βλέπω πώς σε αυτή την περίπτωση, το DNA αναπαράγεται εκατομμύρια φορές, όπως συμβαίνει τώρα στο σώμα σας. Αισθάνομαι και καταλαβαίνω πώς λειτουργούν όλα.
And now before I finalize this, I want to show you an even cooler thing, I think -- something you cannot even do in real laboratories. This is a PCR machine. I'm now going to start this experiment. And what I just did is literally shrunk myself a million times into the size of a molecule -- and it really feels like it, you have to try this. So now it feels like I'm standing inside the machine and I'm seeing all the DNA, and I see the molecules. I see the polymerase and the enzymes and so forth. And I can see how in this case, DNA is being replicated millions of times, just like it's happening inside your body right now. And I can really feel and understand how all of this works.
Τώρα, ελπίζω να σας δίνω μια ιδέα για τις δυνατότητες σε αυτές τις νέες μεθόδους διδασκαλίας. Θέλω επίσης να τονίσω ότι όλα όσα είδατε λειτουργούν και σε iPads και λάπτοπ χωρίς τα γυαλιά. Το λέω για ένα πολύ σημαντικό λόγο. Για να εμπνεύσουμε και να ενδυναμώσουμε την επόμενη γενιά επιστημόνων, χρειαζόμαστε καθηγητές που θα ενστερνιστούν την υιοθέτηση των νέων τεχνολογιών μέσα στην τάξη. Με πολλούς τρόπους, πιστεύω ότι το επόμενο μεγάλο, κβαντικό άλμα στην επιστημονική εκπαίδευση δεν είναι πλέον στην τεχνολογία, αλλά στην απόφαση των διδασκόντων να προχωρήσουν και να ενστερνιστούν και να φέρουν αυτές τις τεχνολογίες μέσα στις τάξεις. Ελπίζουμε λοιπόν ότι περισσότερα πανεπιστήμια και σχολεία και καθηγητές θα συνεργαστούν με εταιρείες τεχνολογίας για να υλοποιήσουν όλες τις δυνατότητές του.
Now, I hope that gives you a little bit of a sense of the possibilities in these new teaching methods. And I want to also emphasize that everything you just saw also works on iPads and laptops without the headsets. I say that for a very important reason. In order for us to really empower and inspire the next generation of scientists, we really need teachers to drive the adoption of new technologies in the classroom. And so in many ways, I believe that the next big, quantum leap in science education lies no longer with the technology, but rather with the teachers' decision to push forward and adopt these technologies inside the classrooms. And so it is our hope that more universities and schools and teachers will collaborate with technology companies to realize this full potential.
Έτσι, τέλος, θέλω να σας αφήσω με αυτή τη μικρή ιστορία που πραγματικά με εμπνέει. Είναι η ιστορία του Τζακ Αντράκα. Κάποιοι ίσως τον ξέρουν ήδη. Ο Τζακ εφηύρε ένα νέο, πρωτοποριακό φτηνό τεστ για τον παγκρεατικό καρκίνο στην ηλικία των 15. Όταν ο Τζακ λέει την ιστορία για το πώς έφτασε σε αυτή την εφεύρεση, μας λέει επίσης τι σχεδόν τον απέτρεψε από το να φτάσει εκεί. Αυτό ήταν ότι δεν είχε πρόσβαση σε πραγματικά εργαστήρια, επειδή δεν ήταν αρκετά έμπειρος για να του επιτρεπεί η πρόσβαση.
And so, lastly, I'd like to leave you with a little story that really inspires me. And that is the story of Jack Andraka. Some of you might already know him. Jack invented a new, groundbreaking low-cost test for pancreatic cancer at the age 15. And when Jack shares his story of how he did this huge breakthrough, he also explains that one thing almost prevented him from making this breakthrough. And that was that he did not have access to real laboratories, because he was too inexperienced to be allowed in.
Τώρα, σκεφτείτε να φέρνουμε υπερσύγχρονα εικονικά εργαστήρια εκατομμυρίων δολαρίων σε όλους αυτούς τους μαθητές όπως ο Τζακ, σε όλο τον κόσμο, και να τους δίνουμε τα καλύτερα πιο σύγχρονα μηχανήματα που φαντάζεστε που θα έκαναν στην κυριολεξία οποιονδήποτε επιστήμονα εδώ να χοροπηδήσει από τη χαρά του. Σκεφτείτε πώς αυτό θα ενδυνάμωνε και θα ενέπνεε μια ολόκληρη γενιά νέων και ευφυών επιστημόνων, που είναι έτοιμοι να καινοτομήσουν και να αλλάξουν τον κόσμο.
Now, imagine if we could bring Ivy League, million-dollar virtual laboratories out to all these students just like Jack, all over the world, and give them the latest, greatest, most fancy machines you can imagine that would quite literally make any scientist in here jump up and down out of pure excitement. And then imagine how that would empower and inspire a whole new generation of young and bright scientists, ready to innovate and change the world.
Ευχαριστώ πολύ.
Thank you very much.
(Χειροκρότημα)
(Applause)