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.
Oggi, vi mostrerò come questo tablet e queste cuffie per la realtà virtuale che indosso rivoluzioneranno totalmente l'insegnamento delle scienze. Vi mostrerò anche come possono raddoppiare l'efficienza degli insegnanti di scienze. Prima di iniziare a mostrarvi come questo sia possibile, vi spiegherò brevemente perché migliorare l'insegnamento delle scienze è così di vitale importanza.
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.
Se ci pensate, il mondo sta crescendo a ritmi frenetici. E a questa crescita corrisponde una lista di sfide sempre maggiori, sfide come il problema del riscaldamento globale, il problema della fame e della mancanza d'acqua e la cura delle malattie, giusto per citarne alcune.
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.
E chi, esattamente, ci aiuterà ad affrontare tutte queste grandi sfide? Beh, in ultima istanza, questi giovani studenti. Questa è la nuova generazione di giovani e brillanti scienziati. E per molte cose, noi tutti dipendiamo da loro, per la creazione di nuove e grandi innovazioni, che ci aiutino ad affrontare le sfide che si presentano. E così qualche anno fa, io e il mio co-fondatore insegnavamo a studenti proprio come loro, solo che i nostri studenti assomigliavano un po' di più a questi.
(Laughter)
(Risate)
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.
E si, questa è la realtà lì fuori, in fin troppe università nel mondo: gli studenti sono annoiati, svogliati e tanto per cominciare, a volte non sanno neanche perché studiano una determinata materia,
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.
Così abbiamo iniziato a cercare nuovi ed innovativi metodi di insegnamento, ma ciò che abbiamo trovato era piuttosto deludente. Abbiamo visto libri che venivano trasformati in e-book, lavagne sostituite da video di YouTube e monologhi in aula trasformati in MOOC -- enormi corsi online aperti a tutti. E se ci pensate, tutto quello che stiamo facendo qui è prendere gli stessi contenuti e lo stesso format, per renderli accessibili a più studenti. Il che è fantastico, non fraintendetemi, davvero ma il metodo di insegnamento rimane più o meno lo stesso, non c'è nessuna reale innovazione.
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?
Quindi abbiamo iniziato a cercare altrove. E abbiamo scoperto che è stato provato numerose volte che i simulatori di volo sono più efficienti quando usati in abbinamento a situazioni reali di volo per addestrare i piloti. E così abbiamo pensato: perché non farlo anche con la scienza ? Perché non costruire un simulatore di laboratorio virtuale?
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.
Bene, lo abbiamo fatto. Ci siamo organizzati per creare un simulazione completa di un simulatore di laboratorio in realtà virtuale dove gli studenti potessero condurre esperimenti con equazioni matematiche che avrebbero simulato quello che accadrebbe in un reale laboratorio. Non solo semplici simulazioni avremmo creato simulazioni avanzate con le migliori università, come il MIT per fornire a questi studenti le più' innovative ricerche sul cancro Improvvisamente, le università potrebbero risparmiare milioni di dollari permettendo agli studenti di condurre esperimenti virtuali prima di andare in un laboratorio reale. Ma non solo; potrebbero anche comprendere finanche a livello molecolare dentro le macchine cosa succede ai macchinari. E poi potrebbero anche eseguire pericolosi esperimenti in laboratorio. Per esempio in questo caso, potrebbero studiare i batteri della salmonella, un importante argomento che molte scuole non possono insegnare per ovvi motivi di sicurezza. Si può interrogare gli studenti e fornire agli insegnanti un quadro completo per capire pienamente a che punto sono gli studenti.
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.
Ma non ci siamo fermati qui perché avevamo visto quanto importante fosse il coinvolgimento degli studenti in classe. Abbiamo coinvolto dei game designer per creare storie divertenti e intriganti. Per esempio, in questo caso, dove gli studenti devono risolvere un misterioso caso di omicidio usando le loro competenze scientifiche.
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."
E il riscontro che abbiamo avuto al lancio del progetto è stato estremamente positivo. Qui abbiamo 300 studenti, appassionati a risolvere casi di omicidi della Scientifica mentre imparano fondamentali competenze scientifiche. E quello che amo di più dii tutto questo è veramente quando gli studenti in seguito vengono da me, sorpresi e un po' confusi, dicendo: "Ho appena passato due ore nel laboratorio virtuale e... e non ho usato Facebook."
(Laughter)
(Risate)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Questo dimostra quanto avvincente e coinvolgente sia per gli studenti.
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.
Quindi, per testare la reale efficacia di questo sistema, uno psicologo dell'apprendimento ha condotto uno studio su 160 studenti -- provenienti dalla Stanford University e dalla Technical University of Denmark. E ciò che hanno fatto è stato dividere gli studenti in due gruppi: un gruppo avrebbe usato solo il laboratorio virtuale, mentre l'altro gruppo avrebbe seguito metodi di insegnamento tradizionali, per lo stesso tempo. Poi, cosa interessante, è stato dato agli studenti un test prima e dopo l'esperimento, così da poter misurare il loro livello di apprendimento. E ciò che hanno scoperto è una sorprendente crescita del 76 per cento nell'efficacia di apprendimento, nell'utilizzo dei laboratori virtuali, rispetto ai metodi tradizionali.
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?
Ma ancora più interessante, la seconda parte di questo studio ha esaminato l'impatto dell'apprendimento sugli insegnanti. E quello che hanno scoperto è che combinando i laboratori virtuali con il tutorato degli insegnanti, si è visto un aumento del 101 per cento dell'efficacia di apprendimento, il che effettivamente raddoppia l'efficacia degli insegnanti di scienze a parità di tempo impiegato. Perciò un paio di mesi fa, abbiamo iniziato a chiederci -- con un meraviglioso gruppo di psicologi insegnanti, scienziati e sviluppatori di giochi e abbiamo cominciato a domandarci: come possiamo mantenere la promessa di re-immaginare costantemente l'insegnamento?
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?
Oggi, sono molto contento di presentare ciò che abbiamo ideato e abbiamo lavorato duro per realizzare. Vi spiegherò velocemente cos'è. In pratica, prendo il mio cellulare la maggior parte degli studenti ha già questi smartphone e lo collego a queste cuffie per la realtà virtuale, cuffie economiche. Ecco quello che posso fare, posso letteralmente entrare in questo mondo virtuale. Qualcuno nel pubblico avrà anche la possibilità di provarlo, perché è veramente qualcosa da provare per capire veramente quanto sia coinvolgente. Ci si sente davvero immersi in un laboratorio virtuale.
Mi vedete sullo schermo?
Audience: Yes.
Pubblico: Sì.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Bene! Ottimo.
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.
In pratica, ho appena trasformato il mio cellulare in un prestigioso laboratorio simulato da milioni di dollari con fantastiche attrezzature con cui posso interagire. Per esempio, posso prendere la pipetta e fare degli esperimenti. Ho il mio il mio E-gel, il mio PCR e -- guarda lì! Ho la mia macchina per il sequenziamento di ultima generazione, e ho anche il mio microscopio elettronico. Voglio dire, chi è che va in giro con un microscopio elettronico in tasca? E qui, ho la mia apparecchiatura, Posso fare diversi esperimenti sulla macchina. E laggiù ho la porta, da cui posso accedere ad altri esperimenti, ed esercitarmi nei laboratori. E qui, ho il mio tablet. Questo è un tablet intelligente che mi permette di leggere teorie importanti. E come potete notare, ci posso interagire. Posso guardare video e vedere contenuti relativi agli esperimenti che sto conducendo. Poi qui, c'e Marie. Lei è la mia insegnante, la mia assistente di laboratorio E mi guida attraverso l'intero laboratorio. E molto presto, gli insegnanti saranno in grado di teletrasportarsi nel mondo virtuale in cui mi trovo adesso e aiutarmi, guidarmi, attraverso l'intero esperimento.
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.
E adesso, prima di concludere, voglio mostrarvi una cosa ancora più bella, credo -- qualcosa che non potete fare in un laboratorio tradizionale. Questa è una macchina PCR. Sto per iniziare l'esperimento. E quello che ho appena fatto è letteralmente ridurmi un milione di volte nella dimensione di una molecola e ci si sente davvero così, dovete provare. Ed è come se fossi dentro la macchina e stessi guardando il DNA e le molecole. Vedo la polimerasi e gli enzimi e così via. E posso vedere, in questo caso, il DNA replicarsi milioni di volte, proprio come sta accadendo adesso nei vostri corpi. E posso realmente sentire e capire come tutto ciò funziona.
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.
Ora, spero questo vi dia un po' la percezione delle possibilità di questi nuovi metodi di insegnamento. E voglio anche sottolineare che tutto quello che avete appena visto funziona anche su iPad e PC portatili senza cuffie. E lo dico per una ragione molto importante. Per inspirare ed incoraggiare la prossima generazione di scienziati, abbiamo realmente bisogno di insegnanti che agevolino l'introduzione di nuove tecnologie nelle classi. E cosi per molti versi, io credo che il prossimo grande balzo nella scienza dell'educazione non si fa più con la tecnologia ma piuttosto con le decisioni degli insegnanti di spingere in favore dell'adozione di queste tecnologie all'interno delle scuole. Ed è nostra speranza che più università, scuole ed insegnanti collaborino con aziende di tecnologia per realizzare completamente questo potenziale.
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.
E infine mi piacerebbe lasciarvi con una piccola storia che mi ha davvero colpito. È la storia di Jack Andraka. Alcuni di voi potrebbero già conoscerlo. Jack invento' un nuovo rivoluzionario, economico test per il cancro al pancreas all'età di 15 anni. E quando Jack condivide la storia su come ha realizzato l'enorme svolta spiega anche che qualcosa quasi gli impediva di fare questa grande scoperta. Ed era perché non aveva accesso a reali laboratori, perché era troppo inesperto perché gli fosse concesso di entrare.
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.
Ora, immaginiamo se potessimo portare I milionari laboratori virtuali Ivy League a tutti questi studenti come Jack, in tutto il mondo, e dare a loro, le ultime, migliori e grandi macchine immaginabili che farebbe letteralmente saltare di gioia ogni scienziato qui presente. E immaginiamo come cio' potrebbe aiutare ed ispirare un' intera generazione di giovani e brillanti scienziati, pronti ad innovare e cambiare il mondo.
Thank you very much.
Grazie molte.
(Applause)
(Applausi)