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.
Aujourd'hui, je vais vous montrer comment cette tablette et ce casque de réalité virtuelle sont sur le point de complètement révolutionner l'enseignement des sciences. Je vais également vous montrer comment cela peut rendre n'importe quel professeur de sciences 2 fois plus efficace. Mais avant, je vais vous montrer comment tout ça est possible, voyons brièvement pourquoi améliorer la qualité de l'enseignement des sciences est d'une importance vitale.
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.
Si vous y pensez, le monde grandit incroyablement vite. Et avec cette croissance vient une liste entière de défis grandissants, des défis tels que traiter le réchauffement climatique, la lutte contre la famine, les pénuries d'eau, et le traitement des maladies, pour n'en citer que quelques-uns.
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.
Et qui, exactement, va nous aider à résoudre tous ces grands défis ? Eh bien, ce sont ces jeunes étudiants. C'est la prochaine génération de jeunes scientifiques brillants. Et à bien des égards, nous comptons tous sur eux pour venir avec de nouvelles et grandes innovations afin de nous aider à résoudre tous ces défis qui nous attendent. Ainsi, il y a quelques années, mon co-fondateur et moi enseignions à ce genre d'étudiants universitaires, seulement les étudiants à qui nous enseignions ressemblaient plus à ça.
(Laughter)
(Rires)
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.
Eh oui, c'est ça la réalité dans beaucoup trop d'universités dans le monde : les étudiants s'ennuient, se désengagent et parfois ne sont même plus sûrs de savoir pourquoi ils étudient en premier lieu.
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.
Donc, nous avons cherché de nouvelles méthodes innovantes d'enseignement, mais ce que nous avons trouvé était quelque peu décevant. Nous avons vu que les livres étaient transformés en e-books, les tableaux noirs en vidéos Youtube et les monologues de salle de conférence en MOOCs — cours en ligne ouverts à tous. Et si vous y pensez, tout ce que nous faisons réellement ici, c'est prendre le même contenu et le même format, et l'apporter à plus d'étudiants — c'est génial, qu'on ne se trompe pas, c'est vraiment super — mais la méthode d'enseignement est toujours plus ou moins la même, il n'y a pas de réelle innovation.
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?
Donc nous avons cherché ailleurs. Nous avons remarqué à maintes reprises que les simulateurs de vol s'avéraient être de loin plus efficaces lorsqu'ils combinaient une formation réelle en vol pour entraîner les pilotes. Nous avons alors pensé : pourquoi ne pas appliquer ça à la science ? Pourquoi ne pas construire un simulateur de laboratoire virtuel ?
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.
Alors, nous l'avons fait. Nous avons tout d'abord décidé de créer un simulateur de laboratoire, en réalité virtuelle, parfaitement identique à celui où les étudiants feraient des expériences avec des équations mathématiques simulant ce qui se passerait dans un vrai laboratoire. Mais pas que de simples simulations, nous voulions aussi en créer des plus avancées avec les meilleures universités telles que le MIT, afin d'apporter à ces étudiants la recherche de pointe sur le cancer. Les universités pourraient économiser des millions de dollars en laissant les étudiants faire des expériences virtuelles avant d'aller dans un vrai laboratoire. Et pas seulement cela ; ils pourraient aussi comprendre — et même à un niveau moléculaire dans la machine — ce qui se passe pour les machines. Ils pourraient soudainement faire de dangereuses expériences, comme dans des laboratoires. Par exemple, comme ici, en enseignant la salmonelle, qui est un sujet important, que beaucoup d'écoles ne peuvent enseigner pour des raisons de sécurité. Nous avons interrogé les étudiants et donné aux professeurs un tableau de bord complet, ils savaient donc parfaitement où en étaient les étudiants.
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.
Nous ne nous sommes pas arrêtés là, car nous avions vu combien le sens est important pour l'engagement des étudiants en classe. Donc, nous avons demandé à des concepteurs de jeu de créer des histoires amusantes et attrayantes. Par exemple, comme dans ce cas, où les étudiants ont eu à résoudre scientifiquement un meurtre mystérieux en utilisant leurs compétences.
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."
Et les retours que nous avons eus lors du lancement furent extrêmement positifs. Ici, nous avons 300 étudiants, tous résolvant passionnément des meurtres en apprenant les compétences scientifiques clés. Et ce que j'aime le plus dans tout ça, c'est vraiment lorsque les étudiants viennent me voir après, tout surpris et un peu confus, et disent : « Je viens juste de passer deux heures dans ce labo virtuel, et... je n'ai même pas consulté Facebook. »
(Laughter)
(Rires)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Voilà ce qui convient aux étudiants : engageant et immersif.
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.
Et donc, pour vérifier si cela a vraiment fonctionné, un psychologue en enseignement a fait une étude avec 160 étudiants — de l'Université de Stanford et de l'Université Technique du Danemark. Ils ont séparé les étudiants en deux groupes. Un groupe devait uniquement utiliser les simulations du laboratoire virtuel, l'autre devait utiliser les méthodes traditionnelles d'apprentissage, en disposant du même temps. Puis, fait intéressant, ils ont donné aux étudiants un test avant et après l'expérience, ils pouvaient ainsi mesurer précisément l'impact de la méthode sur les étudiants. Et ils ont trouvé une augmentation surprenante de 76% de l'efficacité de l'apprentissage en utilisant des laboratoires virtuels comparé aux méthodes traditionnelles.
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?
Mais fait encore plus intéressant, la seconde partie de l'étude observait l'impact des professeurs sur l'enseignement. Et ce qu'ils ont trouvé, c'est que lorsque vous combinez les laboratoires virtuels avec le coaching et le mentorat de l'enseignant, nous observions une augmentation de 101% de l'efficacité de l'apprentissage, doublant ainsi l'impact du professeur de sciences dans le même laps de temps. Quelques mois auparavant, nous avons commencé à nous interroger — nous avons une équipe merveilleuse de psychologues de l'éducation, professeurs, scientifiques et développeurs de jeux, et nous nous sommes demandés : comment pouvons-nous tenir notre promesse de constamment ré-inventer l'éducation ?
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?
Aujourd'hui, je suis vraiment excité à l'idée de présenter ce que nous avons réussi à faire et ce pourquoi nous avons travaillé dur. Je vais expliquer rapidement ce que c'est. Initialement, je prends mon téléphone portable -- la plupart des étudiants ont déjà ça, des smartphones -- et je le branche à ce casque de réalité virtuelle, peu coûteux. Et ce que je peux faire à présent, c'est entrer littéralement dans ce monde virtuel. Nous allons faire essayer ça à certains d'entre vous dans le public, parce que vous devez vraiment l'essayer pour ressentir à quel point c'est immersif. C'est exactement comme si je venais juste de rentrer dans le laboratoire virtuel. Vous me voyez à l'écran ?
Audience: Yes.
Public : Oui.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Michael Bodekaer : Super ! Génial.
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.
Donc, simplement, j'ai transformé mon téléphone portable en un simulateur de laboratoire d'une grande université, à plusieurs millions de dollars avec tout cet équipement incroyable avec lequel je peux interagir. Je peux, par exemple, prendre la pipette et faire des expériences. J'ai mon E-Gel, mon PCR et, oh, regardez ici, j'ai ma machine de séquençage nouvelle génération, et là, j'ai également mon microscope à électrons. Qui emporte dans ses poches un microscope à électrons ? Et ici, j'ai ma machine, je peux faire différentes expériences avec. Et là-bas, j'ai une porte, je peux aller faire d'autres expériences, dans d'autres laboratoires. Et là, j'ai ma tablette d'apprentissage. C'est une tablette intelligente qui me permet de lire une théorie pertinente. Comme vous pouvez le voir, je peux interagir avec. Je peux regarder des vidéos et voir des contenus qui sont pertinents pour l'expérience que je suis en train de mener. Puis là-bas, il y a Marie. C'est mon professeur, — mon assistante de laboratoire — et elle me guide à travers tout le laboratoire. Et très bientôt, les enseignants pourront littéralement se téléporter dans ce monde virtuel où je suis en ce moment et m'aider, me guider, tout au long de cette expérience.
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.
Et à présent, et avant de terminer, je voudrais vous montrer une chose encore plus sympa, je pense -- que vous ne pouvez même pas faire dans les laboratoires réels. Ceci est une machine PCR. Je vais maintenant commencer cette expérience. Et ce que je viens juste de faire, c'est de me rétrécir un million de fois à la taille d'une molécule — c'est l'impression qu'on a, vous devez vraiment essayer ça. A présent, c'est comme si j'étais à l'intérieur de la machine et que je voyais tout l'ADN, et les molécules. Je vois le polymérase et les enzymes et ainsi de suite. Et je peux voir dans ce cas, l'ADN en train d'être répliqué des millions de fois, tel que c'est en train de se passer dans votre corps en ce moment. Je peux vraiment ressentir et comprendre comment tout cela fonctionne.
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.
Maintenant, j'espère que cela donne un peu de sens sur les possibilités offertes par ces méthodes d'apprentissage. Et je voudrais également mettre en avant que tout ce que vous venez de voir fonctionne aussi sur iPads et ordinateurs portables, sans casque. Je dis cela pour une raison très importante. Pour que nous puissions vraiment stimuler et inspirer la prochaine génération de scientifiques, nous avons vraiment besoin d'enseignants pour guider l'adoption des nouvelles technologies dans les salles de classe. Et en quelque sorte, je crois que la prochaine avancée technique dans l'enseignement des sciences tient moins dans la technologie, que dans la décision des professeurs de pousser et d'adopter ces technologies au sein des salles de classe. Et c'est donc notre souhait que plus d'universités, d'écoles et de professeurs collaborent dans le futur avec les entreprises de technologies afin d'exploiter tout ce potentiel.
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.
Ainsi, pour finir, je souhaiterais vous quitter avec une petite histoire qui m'a vraiment inspiré. C'est l'histoire de Jack Andraka. Certains d'entre vous, peut-être, le connaissent déjà. Jack a inventé un nouveau test révolutionnaire et bon marché pour dépister le cancer du pancréas. à l'âge de 15 ans. Lorsque Jack a raconté comment il avait fait cette immense découverte, il a également expliqué qu'une chose l'avait presque empêché de faire cette découverte. C'était qu'il n'avait pas accès à de vrais laboratoires, car il n'était pas assez expérimenté pour y être autorisé.
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.
Maintenant, imaginez que nous puissions apporter des laboratoires virtuels, coûtant des millions de dollars à tous ces étudiants comme Jack, dans le monde entier, et leur donner les dernières, les meilleures machines que vous puissiez imaginer, ce qui pourrait littéralement faire sautiller de pure excitation n'importe quel scientifique ici. Imaginez comment cela pourrait encourager et inspirer toute une génération de jeunes brillants scientifiques, prêts à innover et changer le monde.
Thank you very much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)