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.
Dzisiaj pokażę wam, jak ten tablet i te gogle do wirtualnej rzeczywistości, które mam na sobie całkowicie zrewolucjonizują edukację naukową. Pokażę wam także, jak to może sprawić, że każdy nauczyciel będzie dwa razy bardziej skuteczny. Ale zanim wam pokażę jak to wszystko jest możliwe, porozmawiajmy trochę o tym, czemu poprawa jakości edukacji naukowej jest tak istotnie ważna.
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.
Jeśli się nad tym zastanowić, świat rozrasta się niewiarygodnie szybko. A wraz z tym wzrostem pojawia się cała lista rosnących wyzwań, wyzwań takich, jak chociażby globalne ocieplenie rozwiązanie problemu głodu i ograniczonego dostępu do wody oraz uleczenie chorób.
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.
A kto dokładnie pomoże nam rozwiązać te wszystkie wyzwania? Cóż, w każdym stopniu są to ci młodzi studenci. Jest to następne pokolenie młodych, bystrych naukowców. I na wiele sposobów polegamy na nich, że wymyślą nowe, wspaniałe innowacje aby pomóc nam rozwiązać te wszystkie wyzwania, które są przed nami. A więc parę lat temu, mój współzałożyciel i ja uczyliśmy studentów uniwersytetu, takich jak ci, tyle że studenci, których my uczyliśmy wyglądali bardziej tak.
(Laughter)
(Śmiech)
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.
I tak, właśnie taka jest rzeczywistość na zdecydowanie zbyt wielu uniwersytetach na całym świecie: Znudzeni, wycofani studenci którzy czasami nawet nie są pewni, dlaczego w ogóle uczą się danego tematu.
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.
Zaczęliśmy się zatem rozglądać za nowymi, innowacyjnymi metodami uczenia, jednak to, do czego doszliśmy było dosyć rozczarowujące. Zauważyliśmy, że książki zmieniły się w e-booki, tablice zastąpiono filmikami na YouTube'ie a monologi w salach wykładowych zamieniano w MOOC -- masowe otwarte kursy on-line. I jeśli się nad tym zastanowić, to co my właściwie robimy, to udostępniamy tę samą treść i ten sam format dla większej liczby studentów. co jest świetne, nie zrozumcie mnie źle, to jest naprawdę świetne -- ale metody nauczania są nadal mniej więcej takie same, nic nowatorskiego.
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?
Zaczęliśmy zatem szukać gdzie indziej. Odkryliśmy, że symulatory lotów powtarzalnie okazywały się dużo bardziej skuteczne, kiedy były używane w połączeniu z prawdziwym treningiem lotniczym by wyszkolić pilotów. Pomyśleliśmy zatem: Czemu by nie zastosować tego w nauce? Czemu by nie skonstruować wirtualnego symulatora laboratorium?
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.
Cóż, zrobiliśmy to. W zasadzie przystąpiliśmy do stworzenia w pełni symulowanego, jeden do jednego, laboratoryjnego symulatora w wirtualnej rzeczywistości, gdzie studenci mogliby wykonywać doświadczenia z równaniami matematycznymi, które symulowałyby, co by się zdarzyło w rzeczywistym laboratorium. Ale nie tylko proste symulacje -- stworzylibyśmy zaawansowane symulacje z najlepszymi uniwersytetami, jak MIT aby wprowadzić przełomowe badania nad nowotworami dla tych studentów. I nagle, uniwersytety mogły zaoszczędzić miliony dolarów przez umożliwienie studentom przeprowadzenia wirtualnych doświadczeń zanim wejdą do prawdziwego laboratorium. A to nie wszystko; teraz mogliby również zrozumieć -- nawet na poziomie molekularnym, wewnątrz urządzenia -- co dzieje się w urządzeniach. I wtedy mogliby też nagle przeprowadzać niebezpieczne doświadczenia w laboratoriach. Na przykład, także tutaj uczenie się o bakterii Salmonella, co jest istotnym tematem którego wiele szkół nie może nauczać z powodów bezpieczeństwa. My także oczywiście sprawdzamy studentów i potem przekazujemy nauczycielom pełną informację, aby w pełni zrozumieli na jakim etapie są studenci.
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.
Ale na tym nie poprzestaliśmy, ponieważ zauważyliśmy, jak ważne znaczenie ma zaangażowianie uczniów w lekcję. Wprowadziliśmy więc projektantów gier by stworzyli zabawne i wciągające historie. Na przykład, w tej sytuacji, w której uczniowie muszą rozwiązać tajemniczą sprawę morderstwa CSI przy użyciu swoich podstawowych naukowych umiejętności.
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."
Informacja zwrotna, jaką otrzymaliśmy po wprowadzeniu tego wszystkiego była przejmująco pozytywna. Tutaj mamy 300 studentów, wszyscy żarliwie rozwiązują sprawę morderstwa CSI jednocześnie ucząc się podstawowych umiejętności naukowych. Co ja najbardziej w tym uwielbiam, to naprawdę, gdy czasami student przychodzi potem do mnie, zupełnie zaskoczony i nieco zmieszany, i mówi "własnie spędziłem/am 2 godziny w tym wirtualnym laboratorium, i... i nie wchodziłem/am na Facebooka."
(Laughter)
(Śmiech)
That's how engaging and immersive this really is for the students.
Tak właśnie wciągające i pochłaniające to jest dla uczniów.
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.
Więc, aby sprawdzić, czy to naprawdę działa, Psycholog uczenia się przeprowadził badanie ze 160 studentami -- z Uniwersytetu Stanforda i Duńskiego Uniwersytetu Technicznego. Podzielili oni studentów na dwie grupy. Jedna z grup używała jedynie wirtualnych symulatorów laboratoriów, druga, używała wyłacznie tradycyjnych metod nauczania, A mieli oni tyle samo czasu. Co ciekawe, dali oni studentom test przed i po eksperymencie, aby można było w jasny sposób zmierzyć uczenie się studentów. Odkryli zaskakująco wysoki, 76-procentowy wzrost w skuteczności uczenia się w przypadku używania wirtualnych laboratoriów w porównaniu z tradycyjnymi metodami nauczania.
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?
Ale, co jeszcze ciekawsze, druga część badania sprawdzała, jaki był wpływ nauczyciela na uczenie się. Okazało się, że gdy połączono wirtualne laboratoria z coachingiem i mentoringiem prowadzonymi przez nauczycieli zaobserwowano 101-procentowy wzrost w skuteczności uczenia się, co w efekcie podwaja wpływ nauczycieli przy takim samym nakładzie czasu. Więc parę miesięcy temu, znowu zaczęliśmy się zastanawiać -- mamy teraz cudowny zespół złożony z psychologów uczenia się i nauczycieli i naukowców i projektantów gier -- i zaczęliśmy się zastanawiać: Jak możemy dotrzymać naszej obietnicy by stale wymyślać edukację na nowo?
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?
I dzisiaj jestem naprawdę zachwycony mogąc zaprezentować, co wymyśliliśmy i nad czym bardzo ciężko pracowaliśmy. Wyjaśnię pokrótce co to jest. W zasadzie, biorę swój telefon -- większość studentów ma już smartphony -- i podłączam go do tych gogli do wirtualnej rzeczywistości, do taniego rozwiązania. I teraz, to co mogę zrobić, to wkroczyć do tego wirtualnego świata. Niektóre osoby z publiczności będą mogli sami tego sprówbować, bo naprawdę jest to coś, czego trzeba spróbować aby w pełni poczuć, jak naprawdę wciągające to jest. To dosłownie tak, jakbym właśnie wszedł do wirtualnego laboratorium. Widzicie mnie na ekranie?
Audience: Yes.
Publiczność: Tak.
Michael Bodekaer: Great! Awesome.
Michael Bodakaer: Świetnie! Wspaniale.
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.
W zasadzie, właśnie zmieniłem swój telefon komórkowy we w pełni symulowane laboratorium Ivy League za milion dolarów z tym całym zdumiewającym sprzętem, z którym mogę oddziaływać. Mogę, na przykład, złapać pipetę i użyć ją do eksperymentów. Mam swój E-gel, swój PCR i -- o, spójżcie tam, mam swój sekwenator następnej generacji, a tam mam nawet swój mikroskop elektronowy. To znaczy, kto nosi przy sobie mikroskop elektronowy w kieszeni? A tu mam swoje urządzenie, Mogę przeprowadzać różne doświadczenia na tym urządzeniu. A tam są drzwi, mogę pójść do innych doświadczeń, które mogę przeprowadzać w laboratoriach. A tu mam swój tablet do nauki. Jest to inteligentny tablet, który pozwala mi czytać odpowiednią teorię. Jak widzicie, mogę z nim oddziaływać. Mogę oglądać wideo i widzieć odpowiednią treść do doświadczeń, które właśnie przeprowadzam. A tutaj jest Marie. Ona jest moją nauczycielką -- moją asystentką w laboratorium -- i to ona prowadzi mnie przez to całe laboratorium. Wkrótce nauczyciele będą w stanie dosłownie teleportować się do tego wirtualnego świata, w którym teraz jestem i pomagać mi, prowadzić mnie przez ten cały eksperyment.
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.
A teraz, zanim zakończę, Chcę wam pokazać coś jeszcze lepszego, jak myślę -- coś, czego nie można nawet zrobić w prawdziwych laboratoriach. To jest urządzenie PCR. Rozpocznę teraz to doświadczenie. Właśnie przed chwilą dosłownie się skurczyłem milion razy do rozmiaru cząsteczki -- i naprawdę tak to czuję, musicie tego spróbować. I teraz czuję jakbym stał wewnątrz urządzenia i patrzę na całe DNA i widzę cząsteczki. Widzę polimerazę i enzymy i tak dalej. I widzę jak w tym przypadku, DNA jest replikowane miliony razy, jak to się dzieje w twoim organizmie w tym momencie. I naprawdę czuję i rozumiem, jak to wszystko działa.
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.
Mam nadzieję, że to daje wam trochę poczucia jakie są możliwości w ramach tych nowych metod nauczania. Chciałbym też podkreślić że wszystko, co właśnie zobaczyliście działa również na iPadach i laptopach bez gogli. Mówię to, z bardzo ważnego powodu. Żebyśmy naprawdę wzmacniali i inspirowali następne pokolenie naukowców, naprawdę potrzebujemy nauczycieli, którzy pokierują wprowadzeniem nowych technologii do klas. A więc na wiele sposobów wierzę, że następny krok milowy w edukacji naukowej już nie leży w gestii technologii, a raczej w decyzji nauczycieli aby iść do przodu i wprowadzać te technologie do klas. Mamy nadzieję, że więcej uniwersytetów i szkół i nauczycieli będzie współpracować z firmami technologicznymi aby realizować ten pełen potencjał.
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.
I na koniec chciałbym podzielić się z wami historią, która naprawdę mnie inspiruje. A jest to historia Jacka Andraka. Niektórzy z was być może już go znają. Jack wynalazł nowy, przełomowy, tani test na raka trzustki w wieku 15 lat. Kiedy Jack opowiada o tym, jak dokonał tego wielkiego przełomu, wyjaśnia też, że jedna rzecz prawie powstrzymała go przed dokonaniem tego przełomu. A był to fakt, że nie miał on dostępu do prawdziwego laboratorium, ponieważ był za mało doświadczony by zostać wpuszczonym.
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.
Wyobraźcie sobie, gdybyśmy mogli udostępnić wirtualne laboratoria Ivy League za milion dolarów wszystkim studentom takim jak Jack, na całym świecie i dać im najnowsze, najlepsze, najbardziej wyrafinowane urządzenia, jakie można sobie wyobrazić, to by dosłownie sprawiło, że każdy naukowiec tutaj podskoczyłby z podniecenia. I wyboraźcie sobie, jak to wzmocniłoby i zainspirowało całkiem nowe pokolenie młodych i bystrych naukowców, gotowych, by wprowadzać ulepszać i zmieniać świat.
Thank you very much.
Bardzo dziękuję.
(Applause)
(Brawa)