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.
Vandaag ga ik jullie laten zien hoe deze tablet en deze virtual-reality-headset het wetenschappelijk onderwijs helemaal gaan revolutioneren. Ik ga ook laten zien hoe het elke natuurkundeleraar meer dan twee keer zo effectief kan maken. Maar voordat ik jullie ga laten zien hoe dit allemaal mogelijk is, gaan we het even hebben over waarom kwaliteitsverbetering van het wetenschappelijk onderwijs van vitaal belang is.
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.
Als je erover nadenkt, groeit de wereld ongelooflijk snel. Met die groei komt er een hele reeks problemen, zoals wat te doen met de opwarming van de aarde, het oplossen van honger en watertekorten, en het genezen van ziekten, om er een paar te noemen.
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.
En wie gaat ons helpen om deze grote problemen op te lossen? Het zal in hoge mate neerkomen op deze jonge studenten. Dit is de volgende generatie van jonge, briljante wetenschappers. In vele opzichten rekenen we op hen om nieuwe, briljante verbeteringen te bedenken om al deze problemen te helpen oplossen. Een paar jaar terug onderwezen mijn mede-oprichter en ik universitaire studenten net als deze, alleen leken onze studenten een beetje meer hierop.
(Laughter)
(Gelach)
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.
Dit is echt de realiteit in veel te veel universiteiten over de hele wereld: studenten die zich vervelen, niet geïnteresseerd zijn en soms zelfs niet eens zeker waarom ze sowieso een onderwerp studeren.
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.
Dus begonnen we rond te kijken naar nieuwe, innovatieve onderwijsmethoden, maar wat we vonden, was nogal teleurstellend. We zagen dat boeken werden omgezet in e-books, schoolborden in YouTube-video's en collegezaal monologen in MOOCs -- massale online open cursussen. Als je erover nadenkt, is wat we hier doen: alles met dezelfde inhoud en formaat aan meer studenten presenteren -- dat is geweldig, begrijp me niet verkeerd, dat is echt geweldig -- maar de manier van lesgeven is nog steeds min of meer dezelfde, dus geen echte innovatie.
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?
We zochten iets anders. We vonden dat bij vluchtsimulators steeds weer was bewezen veel effectiever te zijn als ze toegepast werden in combinatie met echte in-flighttraining van piloten. We dachten: waarom dat niet gewoon op de wetenschap toepassen? Waarom geen virtueel laboratorium bouwen?
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.
Dat deden we. We bouwden een volledig gesimuleerde, een-op-een, virtual-reality-laboratoriumsimulator, waar leerlingen konden experimenteren met wiskundige vergelijkingen. Het simuleerde wat er in een echt lab zou gebeuren. Maar niet alleen eenvoudige simulaties -- we creëerden ook geavanceerde simulaties met topuniversiteiten zoals MIT, om hypermodern kankeronderzoek aan studenten voor te stellen. En plots konden de universiteiten miljoenen dollars besparen door leerlingen virtuele experimenten te laten uitvoeren voordat ze in echte laboratoria aan de slag gingen. Dat niet alleen: nu kunnen ze ook begrijpen -- zelfs op moleculair niveau in de machine -- wat er gebeurt in de machines. En ze konden ineens ook in het lab gevaarlijke experimenten uitvoeren. Zoals hier, leren over salmonellabacteriën, een belangrijk onderwerp. Veel scholen kunnen dat om veiligheidsredenen niet onderwijzen. We overhoren de studenten natuurlijk ook en geven de docenten een volledig overzicht, zodat ze kunnen zien hoever de leerlingen staan.
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.
Maar daar stopten we niet, want we hadden ingezien hoe belangrijk betekenis is voor de betrokkenheid van de leerlingen in de klas. We lieten spelontwerpers dus leuke en boeiende verhalen ontwerpen. Bijvoorbeeld in dit geval, waarbij leerlingen zelf een mysterieuze moordzaak moeten oplossen met behulp van hun wetenschappelijke basisvaardigheden.
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."
De feedback die we kregen toen we dit allemaal lanceerden, was overweldigend positief. Hier zien we 300 studenten hartstochtelijk bezig met het oplossen van moordzaken terwijl ze wetenschappelijke basisvaardigheden aanleren. Wat ik het liefste heb, is wanneer studenten me soms achteraf komen opzoeken, verbaasd en een beetje in de war, en zeggen: "Ik heb net twee uur in dit virtuele lab doorgebracht, … zonder naar mijn Facebook te kijken."
(Laughter)
(Gelach)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Zo boeiend en meeslepend is dit voor de studenten.
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.
Om te onderzoeken of het echt werkte, deed een onderwijspsycholoog een studie met 160 studenten -- aan de Stanford Universiteit en de Technische Universiteit van Denemarken. Ze splitsten de studenten op in twee groepen. De ene groep gebruikte alleen laboratoriumsimulaties, de andere groep alleen traditionele onderwijsmethoden. Ze kregen evenveel tijd. Interessant genoeg kregen de leerlingen een test vóór en na het experiment, zodat ze het leereffect konden meten. Ze vonden een verrassend hoge 76% toename van de leereffectiviteit bij het gebruik van virtuele laboratoria
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?
tegenover de traditionele onderwijsmethoden. Maar nog interessanter: het tweede deel van deze studie onderzocht de impact van de leraar op het leren. En ze vonden dat wanneer je de virtuele laboratoria combineerde met door de leraar geleide coaching en leiding, we een totale stijging van 101% in de effectiviteit van het leren zagen. De effectiviteit van de wetenschapsleraar verdubbelt dus in dezelfde tijdsduur. Een paar maanden terug begonnen we ons af te vragen -- we hebben nu een geweldig team van onderwijspsychologen, leraren, wetenschappers en spelontwikkelaars -- begonnen we ons af te vragen: hoe kunnen we ons aan de belofte houden om voortdurend het onderwijs opnieuw uit te vinden?
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?
Vandaag ben ik erg enthousiast om jullie ons werk voor te stellen, iets waar we ongelooflijk hard aan hebben gewerkt. Ik zal het in het kort uitleggen: ik steek een mobiele telefoon -- de meeste studenten hebben die al -- in deze virtualreality-headset, een goedkope headset. Nu kan ik letterlijk een virtuele wereld binnenstappen. Een aantal van jullie hebben er een gekregen om te proberen, want het is echt iets dat je moet proberen om helemaal aan te voelen hoe meeslepend het echt is. Het voelt letterlijk aan alsof ik net dit virtuele lab binnenstapte. Zien jullie me op het scherm?
Audience: Yes.
Publiek: Ja.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Michael Bodekaer: Geweldig! Geweldig.
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.
Dus eigenlijk heb ik zojuist met mijn mobiele telefoon een volledig laboratorium van een miljoen dollar gesimuleerd, als op een topuniversiteit, met al deze geweldige apparatuur waarmee ik kan interageren. Ik kan bijvoorbeeld die pipet opnemen en ermee experimenteren. Ik heb mijn E-Ggel, mijn PCR en - o, kijk daar, ik heb een sequencing machine van de volgende generatie en daar zelfs een elektronenmicroscoop. Ik bedoel maar: wie heeft er nu een elektronenmicroscoop op zak? En met mijn machine kan ik verschillende experimenten doen. Hier is een deur, waardoor ik naar andere experimenten in andere laboratoria kan gaan. Hier mijn leertablet, een intelligent tablet waarmee ik relevante theorie kan raadplegen. Zoals jullie kunnen zien, kan ik ermee interageren. Ik kan kijken naar relevante video's over het experiment waar ik mee bezig ben. En hier is Marie. Ze is mijn leraar -- mijn lab-assistent -- en ze begeleidt me door het hele laboratorium. Binnenkort kunnen docenten zichzelf letterlijk 'teleporteren' naar de virtuele wereld waarin ik me bevind en dit hele experiment begeleiden.
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.
Om af te ronden, wil ik jullie een nog cooler ding laten zien, iets wat je niet eens kan doen in echte laboratoria. Dit is een PCR-machine. Ik start nu dit experiment. Ik heb mezelf net een miljoen keer kleiner gemaakt, tot de grootte van een molecuul. Het voelt echt zo aan, jullie moeten dit eens proberen. Het voelt alsof ik in de machine sta en elk DNA, alle moleculen kan zien. Ik zie het polymerase en de enzymen enzovoorts. Ik kan zien hoe DNA miljoenen keren wordt gerepliceerd, net zoals het op dit moment in jullie lichaam gebeurt. Ik kan echt voelen en begrijpen hoe dit allemaal werkt.
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.
Ik hoop dat dat jullie een beetje een gevoel geeft van de mogelijkheden van deze nieuwe lesmethoden. Ik wil ook benadrukken dat alles wat jullie net zagen ook werkt op iPads en laptops zonder de headsets. Ik zeg dat om een heel belangrijke reden. Om dit echt een drijfveer en een inspiratie te laten zijn voor de volgende generatie wetenschappers hebben we echt leraren nodig die deze nieuwe technologieën in de klas kunnen invoeren. In vele opzichten denk ik dat de volgende gigantische sprong voorwaarts in het wetenschappelijk onderwijs niet langer afhangt van de technologie, maar veeleer van de beslissing van de docenten om deze technologieën te gaan toepassen in de klaslokalen. We hopen dat steeds meer universiteiten, scholen en leraren gaan samenwerken met technologiebedrijven om dit volledige potentieel te realiseren.
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.
Om te eindigen, vertel ik jullie een verhaal dat me echt inspireert. Dat is het verhaal van Jack Andraka. Sommigen van jullie kennen hem misschien al. Jack bedacht een nieuwe, baanbrekende, goedkope test voor pancreaskanker toen hij nog maar 15 jaar oud was. Toen Jack zijn verhaal deed over hoe hij tot deze enorme doorbraak kwam, zei hij dat één ding hem dat bijna had verhinderd. Dat was dat hij geen toegang had tot echte laboratoria, omdat hij te onervaren was om erin te mogen.
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.
Als we virtuele, topklasse laboratoria van miljoenen dollars naar studenten zoals Jack, over de hele wereld konden brengen en ze de nieuwste, grootste, knapste machines geven die je je kunt voorstellen dan zou elke wetenschapper hier van pure opwinding letterlijk een gat in de lucht springen. Stel je voor wat een drijfveer en een inspiratie dat zou zijn voor een nieuwe generatie jonge en briljante wetenschappers die klaarstaan om de wereld te innoveren en te veranderen.
Thank you very much.
Veel dank.
(Applause)
(Applaus)